基于预警专家系统的航天器规避研究

《基于预警专家系统的航天器规避研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第28卷第5期计算机仿真2011年5月文章编号：1006—9348(2011)05—0093—04基于预警专家系统的航天器规避研究钱宇，徐敏，郭东，闫循良(西北工业大学航天学院，陕西西安710072)摘要：航天器轨道规避的研究对航天器在轨运行安全问题有重要意义。针对航天器在轨运行安全的问题，根据航天器规避预警专家系统，在CLIPS环境下建立安全距离的预警专家系统模型，进行了航天器规避路径规划的研究，分别研究了预警专家系统的Lambert直接规避路径规划和航天器规避返回路径规划，并进行了数值仿真。仿真结果揭示了航天器规避机动时刻

2、与所需燃料以及不同时间返回原轨道所需燃料的规律，使可预警航天器规避准确实时，为研究工作提供了依据。关键词：专家系统；预警专家系统；规避；路径规划中图分类号：V411．8文献标识码：ASpacecraftCollisionAvoidanceManeuverStudyBasedonWarningExpertSystemQIANYu，XUNMin，GUODong，YANXun-liang(CofiegeofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi7100

3、72，China)ABSTRACT：Aimingattheon-orbitsecurityproblemofspacecraft，thewarningsystemandrouteplanningforeoHi-sionavoidancemaneuveringwereinvestigated．ExpertsystemisaverysuccessfulapproximatesolutiontotheclassicAIproblemofprogrammingintelligence．Inthispaper，awarningexper

4、tsystemwasdevelopmentinCLIPS，andap-pliedtothespacecraftcollisionavoidancemaneuverframe．Therouteplanningfordirectcollisionavoidancemaneuverandmaneuver-returnWasresearched．Themaneuver-returnproblemWassolvedbyprimervectortheoryandSequen—timQuadraticPro铲amming(SQP)．Thes

5、imulationresultsindicatethelawsofdeltaVrequiredvs．separationtime，deltavrequiredVS．returntime．Usingtheexpertsysteminspacecraftcollisionavoidancemaneuverstudygaveanewideaforexploringfurtherresearch．KEYWORDS：Expertsystem；Warningexpertsystem；Spacecraftcollisionavoidance

6、；Routeplanning1引言航天器轨道规避作为一种主动防御技术能有效的提高航天器在轨运行的安全可靠性和生存能力。航天器规避机动的对象主要为：大尺寸的空间碎片、动能反卫星武器、其它卫星等。由于航天器的工作寿命很大程度上决定于其燃料的消耗，规避机动提高了航天器的运行安全，同时也消耗了燃料，所以规避预警系统性能对航天器寿命有着重要影响。提高预警系统的预警能力，降低其漏报和误报，是航天器规避研究的重要环节；同时航天器规避路径的规划也是研究的重点。张正强等⋯利用基于活动模型的建模方法对航天器自主规划问题进行了建模研究，李生猛旧1在

7、快速轨道交会的研究中利用Lambert多脉冲对问题进行了求解。基金项目：教育部博士点基金项目(20070699054)收稿日期：2010-06—25修回日期：2010-07-04FaithVilas等∞1在其文章中介绍了航天飞机及空间站针对空间碎片的预警方式，包括碰撞概率预警和相对距离预警；HamishJamson等H1对预警系统的重要性进行了详细论证。专家系统作为计算机程序系统，它能够以人类专家的水平完成某一专业领域的任务，作为人工智能最重要和最广泛的一个应用研究领域，其基础理论研究不断深入，技术水平不断提高，应用领域不断扩

8、大。：近年来专家系统在航天领域的应用激起了广大学者的研究热情，但预警系统与人工智能相结合的研究还未见公开文献。根据航天器规避对预警的需求，研究了专家系统在航天器规避机动中的应用，建立了航天器轨道规避预警专家系统，并对预警专家系统进行了仿真验证；在此基础上研究航天器规避路径的规