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[發明專利]航天器追逃智能軌道控制方法、裝置和存儲介質有效

專利信息
申請號: 202110450195.X 申請日: 2021-04-25
公開(公告)號: CN113311851B 公開(公告)日: 2023-06-16
發明(設計)人: 黃煌;劉磊;魏春嶺;石恒;黃盤興;李棟 申請(專利權)人: 北京控制工程研究所
主分類號: G05D1/08 分類號: G05D1/08
代理公司: 中國航天科技專利中心 11009 代理人: 陳鵬
地址: 100080 *** 國省代碼: 北京;11
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 航天器 智能 軌道 控制 方法 裝置 存儲 介質
【權利要求書】:

1.一種航天器追逃智能軌道控制方法,其特征在于,包括:

從預先建立的追逐航天器和被追逐航天器的運動軌跡的運動學模型中獲取t0時刻所述追逐航天器和被追逐航天器的觀測量,所述觀測量包括:所述追逐航天器和被追逐航天器的位置信息和速度信息,所述運動軌跡的運動學模型是根據開普勒軌道動力學方法在仿真環境中建立的;

將所述追逐航天器和被追逐航天器的觀測量分別輸入各自訓練效果收斂的動作網絡中計算t0時刻所述追逐航天器和被追逐航天器的速度增量;

當自身航天器為所述追逐航天器時,根據所述追逐航天器的速度增量對所述追逐航天器進行軌道控制,根據所述被追逐航天器的速度增量在所述仿真環境中對所述被追逐航天器進行軌道控制;當自身航天器為所述被追逐航天器時,根據所述追逐航天器的速度增量在所述仿真環境中對所述追逐航天器進行軌道控制,根據所述被追逐航天器的速度增量對所述被追逐航天器進行軌道控制;

獲取t0+T時刻所述追逐航天器和被追逐航天器的觀測量,根據觀測量判斷按照所述t0時刻的速度增量進行軌道控制后所述追逐航天器和被追逐航天器之間是否追逃成功;

判斷按照所述t0時刻的速度增量進行軌道控制后所述追逐航天器和被追逐航天器之間是否追逃成功包括:

當所述自身航天器為所述追逐航天器時,根據t0+T時刻輸出的追逐航天器和被追逐航天器的位置信息,計算兩個航天器之間的距離,當距離小于預設值時,則判定所述追逐航天器和被追逐航天器之間追逃成功;

當所述自身航天器為所述被追逐航天器時,根據t0+T時刻輸出的追逐航天器和被追逐航天器的位置信息,計算兩個航天器之間的距離,當距離大于預設值時,則判定所述追逐航天器和被追逐航天器之間追逃成功;

獲取所述追逐航天器和被追逐航天器多個時刻的觀測量、速度增量以及即時獎勵函數;

根據所述多個時刻中每個時刻所述追逐航天器和被追逐航天器對應的觀測量、速度增量、即時獎勵函數和MADDPG算法在所述仿真環境中分別對所述追逐航天器和被追逐航天器的初始動作網絡和初始評價網絡進行訓練調整得到所述訓練效果逐漸收斂的動作網絡和評價網絡;

確定所述追逐航天器和被追逐航天器的即時獎勵函數包括:

所述追逐航天器的即時獎勵函數為:

所述被追逐航天器的即時獎勵函數具體為:

其中,pax和pay分別表示追逐航天器在x和y方向的位置信息,pbx和pby分別表示被追逐航天器在x和y方向的位置信息。

2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,對所述追逐航天器和被追逐航天器的初始動作網絡和初始評價網絡進行訓練調整得到所述訓練效果逐漸收斂的動作網絡和評價網絡包括:

步驟1:在所述仿真環境中對所述追逐航天器、被追逐航天器的初始軌道參數進行初始化,所述追逐航天器和被追逐航天器處于同一軌道面內;

步驟2:初始化所述追逐航天器和被追逐航天器的初始動作網絡和初始評價網絡;

步驟3:從gym仿真環境中獲取t1時刻所述兩個航天器的觀測量,進行歸一化處理后,輸入到各自的初始動作網絡中,得到t1時刻每個航天器在二維平面內的速度增量;

步驟4:在所述gym仿真環境中分別執行所述兩個航天器的速度增量,對所述兩個航天器進行軌道控制;

步驟5:從所述gym仿真環境中分別獲取t1+T時刻所述兩個航天器的觀測量,確定兩個航天器t1+T時刻的即時獎勵函數;

步驟6:生成一條訓練樣本并存入樣本庫,所述訓練樣本包括:t1時刻所述追逐航天器和被追逐航天器的觀測量、速度增量,t1+T時刻所述兩個航天器的即時獎勵函數和觀測量;

步驟7:重復執行步驟3至步驟6,直至樣本庫中的樣本的數量達到預設值;

步驟8:對所述追逐航天器和被追逐航天器的初始動作網絡及初始評價網絡進行訓練;

步驟9:重復步驟7-8直至達到指定訓練次數;

步驟10:返回步驟1,對所述初始軌道參數加入隨機擾動,并重新開始所述兩個航天器的動作網絡及評價網絡的訓練,直至得到訓練效果收斂的所述動作網絡及評價網絡。

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