›› 2012, Vol. 32 ›› Issue (2): 68-76.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.02.011

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基于离散粒子群算法的多飞行器在轨服务任务分配

 张琪新1,2,孙富春2,3,许斌2,3,刘华平2,3   

  1. (1 海军航空工程学院,烟台264001)
    (2 清华大学,北京100084)
    (3 智能技术与系统国家重点实验室,北京100084)
  • 收稿日期:2011-04-28 修回日期:2012-04-25 出版日期:2012-04-25 发布日期:2012-04-25
  • 作者简介:张琪新 1987年生,2009年毕业于海军航空工程学院控制科学与工程专业,现为海军航空工程学院控制工程系硕士研究生,在清华大学参与项目研究。研究方向为飞行器在轨服务任务分配。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(61004002)资助项目

MultipleSpacecraftsOn-orbitServiceTaskAllocationBasedonDPSO

 ZHANG  Qi-Xin1,2, SUN  Fu-Chun2,3, XU  Bin2,3, LIU  Hua-Ping2,3   

  1.  (1NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,Yantai264001) 
     (2TsinghuaUniversity,Beijing100084)
     (3StateKeyLaboratoryofIntelligentTechnologyandSystem,Beijing100084)
  • Received:2011-04-28 Revised:2012-04-25 Online:2012-04-25 Published:2012-04-25

摘要: 为解决多约束条件下飞行器在轨服务任务分配问题,以在轨卫星群为研究对象,提出了一种基于离散粒子群算法的多服务飞行器的目标分配方法,综合分析目标飞行器价值、服务飞行器消耗以及能量时间消耗等3项关键指标因素,建立了在轨服务任务分配问题的数学模型。通过构建粒子与实际问题间的对应关系,设计了新的离散粒子群位置和速度更新公式求解任务分配问题。仿真结果表明:离散粒子群算法具有收敛速度快,寻优能力强等优点,能够有效地解决多约束条件下的服务飞行器协同任务分配问题。

关键词: 离散粒子群算法, 任务分配, 在轨服务, 飞行器

Abstract: Inordertosolvemulticonstrainedon-orbitservicetaskallocationforspacecraft,theprogrammingofon-orbitservicetaskallocationforon-orbitsatelliteswasstudied.Basedontheanalysisofthekeyfactorsincludingtargetsatellitevalue,servicespacecraftlossandenergy-timeconsumption,anon-orbitservicingmulti-spacecrafttaskallocationmodelwasformulated.Adiscreteparticleswarmoptimization (DPSO) algorithmwasproposedforon-orbitservicespacecraftcooperativetaskallocationproblems.Anewparticlepositionandnewupdatestrategyfortheparticlespeedweredeveloped.ThesimulationresultsshowthattheproposedDPSOalgorithmadmitsbetterconvergence,optimizationcapability,andcansolvetheon-orbitservicespacecraftcooperativetaskallocationeffectively.

Key words: Discrete particle swarm optimization, Task allocation, On-orbit service, Spacecraft