[发明专利]一种基于动态博弈理论的多航天器追逃控制方法

说明书

本发明涉及一种基于动态博弈理论的多航天器追逃控制方法，根据航天器所处空间环境，忽略一切摄动力，在地球中心引力场中建立多航天器的动力学模型，也称动力学方程，此模型包括目标航天器、防御航天器和攻击航天器三个角色；根据动力学模型中各个航天器的角色关系，确定航天器的支付函数和追逃博弈的终止目标集合，从而建立多航天器博弈模型；利用动态博弈理论进行处理，得到两点边值方程，两点边值方程包括协态向量的微分方程和由协态向量表示的新的动力学方程、时间的横截方程；针对建立的两点边值问题中得到的两点边值方程，利用粒子群算法和非线性规划方法结合的方法求解得到该方程的解，从而得到航天器追逃的最优控制策略和最优轨迹。

技术领域

本发明涉及一种基于动态博弈理论的多航天器追逃控制方法，属于航天器控制技术领域。

背景技术

与地面追逃类似，以追捕或者反追捕为目的，在控制力作用下的至少两个航天器参与的相对运动场景称为航天器的空间追逃。空间追逃技术在航天器空间安全、在轨服务等方面有着重要的作用。由于航天器之间任务目标的不一致性，所以可以采用非合作动态博弈的思想分析航天器的控制策略。所谓动态博弈(ISAACS R.Differential Games[M].New York:John Wiley and Sons,1965:1-5.)，即在参与者的对抗过程中，至少一个参与者能够利用先前过程中的状态信息来决定当前时刻的具体动作，如果参与者之间的目标不完全一致，那么就是非合作的。由于博弈论的思想可以同时考虑多个航天器的控制量，所以研究其在追逃问题中的应用受到了众多学者的关注。

Hayoun(HAYOUN S Y,SHIMA T.A two-on-one l inear pursuit–evasion gamewith bounded controls[J].Journal of Optimization Theory and Applications,2017,174(3):837-857.)基于线性模型研究了两个追踪方，一个逃逸方的多追单形式的问题,给出了控制有界情形下的闭环控制策略；