Page 102 - 当代控制理论及应用技术概论

当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

空间，从而降低对样本数量的依赖；文献将推理网络参数的单调性约束作为先验
知识，提出了一种基于估计算法的参数学习方法，该方法具有较高的准确性和稳
定性。
（二）自主决策技术
自主决策技术最早源于机器人和无人驾驶领域，随着航天任务需求的提升

和交叉学科的发展，多种决策技术在航天领域得到广泛应用。目前航天器自主决
策规划研究主要包括航天器轨道运动规划和姿态运动规划。
针对航天器轨道运动规划问题，提出了一种分布式集群航天器的自适应种

群变异鸽群算法，实现了航天器集群在复杂约束条件下的轨道自主规划，避免了
传统鸽群算法中演化停滞以及易陷入局部最优解的问题。考虑空间交会中目标航
天器周围有小卫星环绕的情况，提出了一种混合遗传算法，将遗传算法全局搜索
能力和模拟退火算法的局部搜索能力进行整合，并以航天器轨道路径安全、任务
时间、燃料消耗等为约束条件，实现了轨道机动的最优路径规划；建立了一种航

天器与非合作目标的追逃博弈模型，采用基于分支深度的强化学习方法进行求
解，给出航天器空间交会策略。针对载人航天器交会对接飞行任务的规划问题，
以测控、光照等因素为约束条件，以飞行事件为状态，利用有限状态机建立飞

行过程的图形化任务规划模型，并通过求解该模型得到了最优规划策略。针对
近地轨道附近时间固定的两航天器追逃问题，文献为获得追逃双方在对策条件
下的最优策略，运用微分博弈对航天器的整个追逃过程进行了数学描述，并提
出了基于半直接配点法的追逃双方最优控制策略数值求解方法，避免了求解非线
性两点边值问题。

针对航天器姿态运动规划问题，文献采用直接打靶法分析大角度姿态机动
过程，从而得到带参数约束的非线性方程组，并通过序列二次规划优化算法进行
求解，得到最优姿态规划结果。针对有限时域的最优姿态控制，将端值约束以及

控制变量的二次型积分引入到性能函数中，利用罚函数法设计了系统姿态规划的
最优解。文献采用伪谱法规划了考虑姿态机动时间、控制力矩陀螺峰值角动量以
及机动能量等参数的单目标和多目标最优姿态机动路径。提出了一种粒子群算法
用以规划航天器姿态运动，解决了姿态规划过程中的欠驱动问题。通过伪谱法把
带有非完整约束的欠驱动航天器姿态控制问题转化为离散点的非线性规划，并利

用优化算法寻找最优姿态规划结果。

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