[发明专利]面向自主协作的分离模块卫星控制结构

摘要

本发明公开了一种面向自主协作的分离模块卫星控制结构，包括多模块协作层、单模块自治层和模块卫星Agent外壳，将模块内部自治与模块间协作分离，各模块卫星之间只在多模块协作层之间发生信息交互，而模块本身的自主控制仅与自治层发生信息交换。本发明所公开的面向自主协作的分离模块卫星控制结构，不仅具备单模块自治，同时也具有多模块协作的功能。

主权项

一种面向自主协作的分离模块卫星控制结构，其特征在于，包括：多模块协作层，所述多模块协作层包括任务管理与规划Agent、决策Agent、决策模型库和熟人库；所述任务管理与规划Agent针对总体观测任务，完成不同层次上的任务规划，包括：任务分配与调度、系统重构规划、碰撞规避规划；所述决策Agent分为总体任务决策Agent和系统任务决策Agent，其中，所述总体任务决策Agent对任务进行解释，同时基于决策模型库中的模型以及熟人数据库中信息确定完成总体任务所需要的模块及有效载荷的类型和数目，所述系统任务决策Agent则是依据模块卫星自身状态信息在总体观测任务的执行过程中做出系统重构、系统升级、碰撞规避等系统任务决策；所述决策模型库采用顶层化的决策模型，所拥有的知识是全局性的，其决策是面向任务目标总体优化的整体行为的顶层规划与调度，而不是局限于某单个模块Agent；所述熟人库可保存分离模块航天器系统信息，所述分离模块航天器系统信息包括模块数目、各模块属性、行为特征，完成特定任务的能力、以及模块之间的相对位置关系；单模块自治层，所述单模块自治层包括模块卫星规划中心控制Agent、故障检测、隔离与修复Agent、卫星规划决策模型库和知识库；所述模块卫星规划中心控制Agent为模块内部独立自治的控制中心，也是多模块协作层与结构外壳连接的纽带，其功能主要包括：模块卫星系统级任务目标管理；将多模块协作层分配的任务分解为具体的飞行计划时间序列，然后根据知识库中的模块卫星状态信息产生一个详细的控制指令序列，并传递给效应Agent；协调模块卫星内各个分系统，解决各个分系统自主工作引起的资源冲突；监控指令执行状况、模块卫星健康状态信息、模块卫星整体状态信息，并将其反馈给上层Agent；所述故障检测、隔离与修复Agent从整体上对模块卫星进行状态监测、性能评估和故障诊断，并在出现故障时给出解决方案，并报知上层Agent；所述卫星规划决策模型库采用基于知识的“智能”决策推理模型，所作的决策不仅仅是面向模块卫星局部或底层的行为，同时是面向系统级的整体行为的高层规划；所述知识库反映模块内部属性和状态，包括模块卫星Agent模型运行所需的当前状态和必要的历史状态信息序列；模块卫星Agent外壳，所述模块卫星Agent外壳包括感知Agent和效应Agent，所述感知Agent可获得系统内其它模块卫星Agent、环境实体、自身的各种属性和状态信息，以及地面运营系统发送来的控制指令和数据信息，并将其传递给心智核心的决策Agent，完成对环境刺激的感知；所述效应Agent可对外部实体Agent发来的控制或调用信息的响应。