[发明专利]一种航天器多目标启发式排序任务规划方法

权利要求书

1.一种航天器多目标启发式排序任务规划方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：综合考虑航天器结构、任务需求、设备状态和航天器能力四项因素，对航天器的构成、资源、分系统功能以及需要满足的各种约束条件进行描述；所述的各种约束条件根据实际航天器系统而定，包括因果约束、时间约束和资源约束；

针对航天器系统约束复杂和系统状态信息互相耦合的特点，利用时间线刻画航天器的多个并行子系统，通过时间线的耦合关系描述系统的复杂约束及系统间依赖关系，形成耦合时间线的模型架构，对各并行子系统的行为随时间的演化和依赖关系进行描述；

步骤二：针对耦合时间线的模型中各子系统，建立子系统内部状态转移图，用于计算各子系统内部状态转移的代价值，引导规划搜索方向,缩减问题搜索空间，提高规划的求解速率；

步骤三：选用规划空间搜索作为基本的搜索策略，根据任务目标之间约束信息及状态转移图进行多目标启发式排序任务规划，输出最终的多目标启发式排序任务规划求解结果，即完成航天器任务规划，缩减搜索空间，提高任务规划效率；

步骤二具体实现方法为，

各并行子系统分别由一个状态变量进行表示，每个状态变量都由时间线的形式进行描述，各并行子系统对应的状态变量为状态变量A₁、状态变量A₂、状态变量A₃……状态变量A_n；每个状态变量A_n都存在一个值域，状态变量A_n在值域内的任一取值S_ni称为状态；

所述的子系统内部状态转移图指将模型中该子系统内部的状态转移通过图的形式进行表示；状态转移图是带有权值的有向图，节点表示该子系统内部的状态，边连接两个节点A,B，表示状态的转移，即从状态S_A转移到箭头指向的状态S_B，边的权值代表转移的代价；通过建立子系统状态转移图，用于计算各子系统内部状态转移的代价值，引导规划搜索方向，缩减问题搜索空间，提高规划的求解速率；所述的建立子系统状态转移图具体是指将各状态变量An的值域中所有取值状态S_n1，状态S_n2……状态S_nn作为对应的子系统状态转移图的节点，用有向边箭头的指向表示状态的转移，通过边的权值表示转移的代价；

所述的步骤三具体实现方法为，

步骤3.1：选取所有任务目标状态S_g1，S_g2……S_gn,根据目标状态自身约束及目标状态之间耦合约束关系，分析各目标状态之间是否存在冲突，所述的冲突是指目标状态不能够同时实现；

步骤3.2：对存在冲突的目标状态通过状态转移图计算启发式评价值，进行目标状态的排序；进一步限定条件为目标状态S_gi的约束关系中与目标状态S_gj属于同一时间线的状态最多只存在一个；

步骤3.3：针对不存在冲突的目标状态S_gi与S_gj，二者之间不存在顺序约束关系，则转步骤3.5进行下一次迭代目标排序；

步骤3.4：针对目标状态集合中存在冲突的目标状态对S_gi与S_gj，判断二者之间的顺序约束关系，即完成本次目标排序，并转步骤3.5进行下一次迭代目标排序；

步骤3.5：根据步骤3.2-步骤3.4进行迭代目标排序，对所有目标进行排序后，进行规划搜索，输出最终的多目标启发式排序任务规划求解结果，即完成航天器任务规划，缩减搜索空间，提高任务规划效率。