空间飞行器控制软件的动态自适应演化方法  被引量:1

Dynamic Adaptive Evolution Method for Control System of Space Vehicle

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作  者:李青山[1] 廉宗民 王璐[1] 谢生龙 LI Qingshan;LIAN Zongmin;WANG Lu;XIE Shenglong(School of Computer Science and Technology Xidian University,Xi’an 710071,China;Guangzhou Institute of Technology,Guangzhou 510555,China;College of mathematics and computer science Yan’an University,Yan’an 716000,China)

机构地区:[1]西安电子科技大学计算机科学与技术学院,西安710071 [2]西安电子科技大学广州研究院,广州510555 [3]延安大学数学与计算机科学学院,延安716000

出  处:《空间控制技术与应用》2021年第2期63-72,共10页Aerospace Control and Application

基  金:国家重点研发计划(2019YFB1406400);国家自然科学基金面上项目(61972300,61672401);国家自然科学基金青年科学基金项目(61902288);国防“十三五”预研项目(3150∗∗∗102);陕西省自然科学基金青年资助项目(2020JQ-300)。

摘  要:空间飞行器在太空飞行过程中需要满足多任务、多工作模式以及大范围机动的需求,其控制系统在大范围机动飞行条件下存在大量的外界干扰和内部参数不确定,同时飞行器的自适应过程受限于资源,人工干预难度大,并且现有的成熟的动态自适应方法并不一定适合空间飞行器控制软件进行自主控制,所以目前对自主控制系统软件的动态自适应调整方法提出了更高的要求.由此提出一种在双层感知—分析—决策—执行(MAPE)控制循环基础上的自适应框架,使用基于规则/策略的决策方法和基于强化学习的决策方法对系统感知到的局部和全局变化进行决策,并且采用基于数据驱动的反馈方法对规则库中的策略信息进行周期性的调整和优化,保证飞行器在太空执行任务面对复杂的环境时可以动态的完成自适应调整,保障任务的可靠执行.Spacecraft needs to meet the requirements of multi-task,multi-working mode and large-scale maneuvering during space flight.Its control system has a lot of external interference and uncertain internal parameters under large-scale maneuvering conditions.At the same time,the adaptive process of the aircraft is affected by limited resources,and manual intervention is difficult.The existing mature dynamic adaptive methods are not necessarily suitable for spacecraft autonomous control software,so the current dynamic adaptive adjustment methods of autonomous control system software cannot meet the higher requirements.Therefore,an adaptive framework based on the two-layer perception-analysis-decision-execution(MAPE)control loop is proposed,which uses rule/strategy-based decision-making methods and reinforcement learning-based decision-making methods to make decisions on local and global changes.In addition,a data-driven feedback method is used to periodically adjust and optimize the policy information in the rule library to ensure that the aircraft can dynamically complete adaptive adjustments and ensure the reliable execution of tasks when performing tasks in complex space environments.

关 键 词:空间飞行器 控制软件 动态自适应 强化学习 反馈 

分 类 号:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]

 

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