[发明专利]复杂环境下的航天器姿态机动能量优化方法

权利要求书

1.复杂环境下的航天器姿态机动能量优化方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：根据航天器控制参数的上下限，随机生成航天器姿态机动路径初始化种群个体；

根据航天器角速度参数上限ω_max，时间节点上限t_max、角速度参数下限ω_min和时间节点下限t_min，随机生成姿态机动路径初始化种群个体D_i,G：

其中，rand(0,1)表示0到1之间的均匀随机数，i表示个体在种群中的序号，G表示进化代数，初始种群G为1；每个种群个体由n个路径节点组成，当前进化代数的所有种群个体组成当前种群D_G；

步骤二：基于航天器姿态机动路径当前种群，计算所有个体的总体适应度函数值，选择总体适应度函数值最小的种群个体为当前航天器姿态机动路径最优个体；通过考虑航天器运行的复杂环境，设计指向约束适应度函数避免航天器姿态机动中的指向约束，提高航天器姿态机动的安全性和准确性；通过考虑复杂环境下的航天器姿态机动能量优化，设计机动能量适应度函数来减少能量消耗，减少航天器的燃料消耗，提高航天器的能量利用率和工作效率；

步骤三：基于步骤二确定的航天器姿态机动路径当前最优个体，随机加入当前种群个体的变异过程中，设计组合变异方法，用当前最优个体引导当前种群个体变异，生成新的变异个体，加快航天器姿态机动能量优化算法收敛速度，提高航天器姿态机动能量优化的实时性和准确性；

步骤四：基于步骤三得到的变异个体，对当前种群个体进行交叉变换，生成当前种群的交叉个体；

步骤五：将步骤四得到的当前种群的交叉个体和当前种群个体进行比较，通过步骤二的方法计算这两个个体的总体适应度函数值，选择总体适应度函数值最小的个体成为下一代航天器姿态机动路径种群中的成员；

步骤六：基于步骤五得到的下一代航天器姿态机动路径种群成员，得到下一代的航天器姿态机动路径总体种群，通过步骤二的方法计算种群中所有个体的总体适应度函数值，将其中航天器姿态机动路径当前最优个体的总体适应度函数值与设定的收敛适应度值进行比较，判断是否找到航天器姿态机动路径最优解；若没有找到航天器姿态机动路径最优解，则转到步骤三，进行下一代航天器姿态机动路径种群进化，若找到航天器姿态机动路径最优解，则输出当前航天器姿态机动路径最优个体，得到航天器能量最优姿态机动路径；通过与设定的收敛适应度值进行比较，得到经过能量优化后的复杂环境下航天器姿态机动路径，具有效率高，速度高，安全性高和能量利用高的优点。