基于行为的航天器集群构形控制方法与影响机制研究

项目名称： 基于行为的航天器集群构形控制方法与影响机制研究

项目编号： No.61304238

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 黄河

作者单位： 西北工业大学

项目金额： 24万元

中文摘要： 航天器集群是在卫星编队基础上发展的一种新的空间多星组网结构，由于其对相对位置控制要求较灵活，因而在分离模块航天器等未来航天任务中有重要的应用价值。现有的航天器集群构形控制方法难以解决集群规模增大造成的参考卫星导航、计算及通信系统负担过重的瓶颈问题。因而，需要研究适合于大规模航天器集群构形控制的新方法。基于行为的航天器集群控制是从社会群体性的角度来研究航天器集群的构形控制问题，通过将参考卫星的工作负担分配到各子卫星中，能够优化集群内资源分配，提高集群控制的鲁棒性、可靠性和稳定性。 本项目通过建立空间引力环境下航天器集群的运动学行为数学模型，进而从社会群体性的角度研究基于行为的航天器集群构形控制方法，探索导航信息对集群行为控制的影响机制，揭示群体个体差异、个体时延等因素对集群行为控制的影响规律，并进行物理仿真验证，从而为航天器集群飞行控制提供了一种新的方法。

中文关键词： 航天器；集群；行为控制；构形描述；协同控制

英文摘要： Satellite swarms are a new kind of satellites space configuration which developed based on the satellite formation. Because of the requirement of relative position control is flexible, the satellite swarms have important application value in future space tasks like fractionated spacecraft. It is difficult to solve the bottleneck problem that the burden of computation, navigation and communication system for the reference satellite is increased as the swarms sacle increased, with the current satellite sawrms control method. So, it is necessary to research new method for large scale space swarms control. The behavior based satellite swarms control method focused on the satellite swarms configuration control method from the point of social colony science. By assigning the reference satellite's working burden to each sub satellite, the resource of the satellite swarms can be optimized, meanwhile, the robustness, stability and dependability of the satellite swarms can be improved. The kinematic behavior mathematic model considering the space gravitation environment will be established. Then, the satellite swarms configuration control method based on the behavior control theory from the point of social colony science will be researched. We will study the influence mechanism of swarms control by navigation topological

英文关键词： Spacecraft；cluster；behavior control；formation desctiption；coordination control