[发明专利]空间太阳能电站能量传输多智能体协同控制方法

权利要求书

1.一种空间太阳能电站能量传输多智能体协同控制方法，其特征在于：该方法中包括一个协同控制系统，需要依次执行K次协同控制系统总流程，K表示地球在地球轨道上围绕太阳运行的K个不同位置，在每一个位置均执行一次协同控制系统总流程；协同控制系统包括n个均匀分布在地球静止轨道上的空间太阳能电站和m个设置在晨昏太阳同步轨道上的空间太阳能电站；每次执行的协同控制系统总流程均包括依次执行的m次协同控制子流程；

n个均匀分布在地球静止轨道上的空间太阳能电站包括n-1个带有能量收集转换装置的空间太阳能电站和一个带有能量收集转换装置和波束集中控制发射装置的空间太阳能电站，所述地球静止轨道上的n个空间太阳能电站相对位置固定，形成一个闭环的能量传输链；m个设置在晨昏太阳同步轨道上的空间太阳能电站均设有能量收集转换装置和波束集中控制发射装置，所有晨昏太阳同步轨道上的空间太阳能电站始终面向太阳；

所述协同控制子流程的方法如下：

某次协同控制系统总流程中的晨昏太阳同步轨道上任意一个空间太阳能电站将太阳能进行收集转换，通过波束集中控制发射装置将能量发射到与之距离最近的位于地球静止轨道的空间太阳能电站上；位于地球静止轨道上的空间太阳能电站在接受能量后将能量传输到位于地球静止轨道上带有能量收集转换装置和波束集中控制发射装置的空间太阳能电站上；位于地球静止轨道上带有能量收集转换装置和波束集中控制发射装置的空间太阳能电站将接收到的太阳能进行收集转换，通过波束集中控制发射装置将能量发射到地面接受站，地面接受站利用接收转换装置将接收到的波信号转为电信号，实现电能利用；

将地球静止轨道上1→n颗空间太阳能电站按照顺序依次排列，令晨昏太阳同步轨道上任意一个空间太阳能电站将能量传输给地球静止轨道上第i颗空间太阳能电站，i＝1、2、...、n；

按照排列顺序规定i→i+1→n→1方向为地球静止轨道上空间太阳能电站能量传输顺时针方向，1为末端输出；i→i-1→1方向为地球静止轨道上空间太阳能电站能量传输逆时针方向；

能量在地球静止轨道逆时针传输的距离S_逆等于地球静止轨道上第i个空间太阳能电站与第i-1个空间太阳能电站能量传输的最短距离、第i-1个空间太阳能电站与第i-2个空间太阳能电站能量传输的最短距离、……、第2个空间太阳能电站与第1个空间太阳能电站能量传输的最短距离的和；能量在地球静止轨道顺时针传输的距离S_顺等于地球静止轨道上第i个空间太阳能电站与第i+1个空间太阳能电站能量传输的最短距离、……、第i+1个空间太阳能电站与第i+2个空间太阳能电站能量传输的最短距离、……、第n-1个空间太阳能电站与第n个空间太阳能电站能量传输的最短距离、第n个空间太阳能电站与第1个空间太阳能电站能量传输的最短距离的和；

当能量在地球静止轨道顺时针传输的距离S_顺与逆时针传输的距离S_逆不等时，判断S_顺是否小于S_逆；若S_顺小于S_逆，则在地球静止轨道上能量顺时针传输；若S_顺大于S_逆，则在地球静止轨道上能量逆时针传输；当S_顺与S_逆相等时，在地球静止轨道上的空间太阳能电站直接将能量传输到地面接收站。

2.根据权利要求1所述的空间太阳能电站能量传输多智能体协同控制方法，其特征在于：建立地心惯性坐标系{A}，以地心为坐标原点，y轴在地球赤道平面上且正方向指向春分点，z轴在晨昏太阳同步轨道平面上且正方向指向北极，且与地球自转轴重合垂直于赤道面，x轴则与其他两个轴组成右手直角坐标系；

晨昏太阳同步轨道上任意一个空间太阳能电站到地球静止轨道上任意一个空间太阳能电站的自定义距离计算表达式为：

地球静止轨道上任意一个空间太阳能电站到地球静止轨道上其他任意一个空间太阳能电站的自定义距离计算表达式为：

其中，a_i为地球静止轨道上的第i个空间太阳能电站，i＝1、2、...、n，其坐标为(a_ix,a_iy,a_iz)；a_k为地球静止轨道上的第k个空间太阳能电站，k＝1、2、...、n，其坐标为(a_kx,a_ky,a_kz)；b_j为晨昏太阳同步轨道上的第j个空间太阳能电站，j＝1、2、...、m，其坐标为(b_jx,b_jy,b_jz)；α为伸缩系数，自定义值为10^-3；为晨昏太阳同步轨道上任意一个空间太阳能电站到地球静止轨道上任意一个空间太阳能电站的自定义距离；为地球静止轨道上任意一个空间太阳能电站到地球静止轨道上其他任意一个空间太阳能电站的自定义距离；

自定义函数为取任意时刻的最小值的函数；自定义函数为取任意时刻的最小值的函数；

采用自定义函数表示晨昏太阳同步轨道上任意一个空间太阳能电站向地球静止轨道上任意一个空间太阳能电站能量传输过程的最短距离；

采用自定义函数表示地球静止轨道上任意一个空间太阳能电站向地球静止轨道上其他任意一个空间太阳能电站能量传输过程的最短距离。