空間飛行器智能自主控制研究.pdf

1、隨著航天技術的興起及其在軍事上的應用，戰(zhàn)場空域迅速從大氣層擴展到外層空間，軍事活動和國防安全領域也得到了相應拓展。這一切正在改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭的形態(tài)，陸、海、空、天、電一體化成為現(xiàn)代高技術條件下局部戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)形式。爭先進入空間、利用空間和控制空間，已成為世界各軍事大國國家安全與發(fā)展戰(zhàn)略的重要內容。未來戰(zhàn)爭的戰(zhàn)火很有可能首先從太空中的軍用航天器點燃，空間作戰(zhàn)將成為未來戰(zhàn)爭的一種重要模式。 本文來源于國家自然科學基金重大研究計劃“基于

2、圖形模型的空天飛行器智能自主優(yōu)化機制”，該基金的主要任務是構建基于動態(tài)圖形模型的智能進化機制，以適應背景因素多變、實時性要求強、智能性要求高的非線性、復雜大系統(tǒng)等優(yōu)化問題，并將此機制應用于空天飛行器的智能自主控制。本文圍繞這個任務，重點研究空間飛行器智能自主的反衛(wèi)星攻擊策略。首先，對天體運動的基本理論和方法，做了一個全面簡單的介紹說明；并詳細推導了四元素表示的空間飛行器運動學方程，為理論研究和仿真實例提供了切實可行的數(shù)學模型。接著，將反

3、衛(wèi)星作戰(zhàn)過程劃分為三個必要的階段，包括地面導引段、自動尋的段以及近距攻擊段，并對各個階段的關鍵技術進行了分析：在地面導引段利用最優(yōu)控制理論實現(xiàn)能量消耗最少的軌道機動；自動尋的段分析了多脈沖控制和比例導引的實現(xiàn)方式；考慮到近距攻擊段軌跡規(guī)劃的復雜性，通過在快速擴展隨機樹(Rapidly-exploringRandomTree)算法的基礎上融入狀態(tài)-時間空間(state-timespace)的思想，使改進后的算法能夠有效地處理動態(tài)環(huán)境中的軌