空間站運營在軌事件與貨運補給規(guī)劃方法研究.pdf

1、空間站運營任務規(guī)劃技術是開展空間站長期穩(wěn)定在軌運營所必須掌握的關鍵技術。本文重點對空間站運營任務中在軌事件與貨運補給方案的規(guī)劃方法進行了研究。主要的研究內(nèi)容和研究成果如下:
　　提出了滿足復雜航天任務優(yōu)化性能要求的改進差分進化算法。為了使差分進化算法在求解空間站運營任務規(guī)劃問題時能獲得更好的解，本文從變異策略混合、邊界處理方式混合和算法參數(shù)自適應控制三個方面對經(jīng)典的差分進化算法進行了改進，提出了同時混合四種變異策略和四種邊界處理方

2、式的改進算法。基于引力輔助軌道優(yōu)化算例對改進算法進行了測試，測試結果表明改進算法的全局優(yōu)化能力和優(yōu)化穩(wěn)定性都得到了提高。
　　面向空間站戰(zhàn)略層運營任務規(guī)劃提出了出艙事件與貨運補給總量分配規(guī)劃方法。為了提高出艙活動的效率，本文基于裝箱理論對出艙事件打包進行了研究，構建了出艙事件打包的規(guī)劃模型。利用改進的差分進化算法對一個41個出艙事件的打包規(guī)劃算例進行了求解，求解結果表明基于該規(guī)劃方法可以獲得最優(yōu)的打包規(guī)劃方案。為了合理分配貨運飛船

3、的上行資源，本文基于設計的物資裝載策略構建了貨運補給總量分配規(guī)劃模型。利用改進的差分進化算法對一個五年規(guī)劃周期的戰(zhàn)略層運營任務算例進行了求解，求解結果表明基于該規(guī)劃方法可以獲得滿足各類約束的戰(zhàn)略層出艙事件與貨運補給總量分配優(yōu)化方案。
　　面向空間站戰(zhàn)術層運營任務規(guī)劃提出了在軌事件與貨運補給詳單一體化規(guī)劃方法。為了給出戰(zhàn)術層規(guī)劃時貨船發(fā)射時間的約束條件，本文基于考慮軌道陽光角約束的發(fā)射窗口規(guī)劃模型求解了三年規(guī)劃周期內(nèi)貨船的發(fā)射窗口。

4、在此基礎上，為了獲得規(guī)劃周期內(nèi)的事件安排詳單和貨船載貨詳單，本文基于設計的事件和物資一體化規(guī)劃策略構建了詳單一體化規(guī)劃模型。利用改進的差分進化算法對一個三年規(guī)劃周期的戰(zhàn)術層運營任務算例進行了求解，求解結果表明基于該規(guī)劃方法可以獲得滿足各類約束的戰(zhàn)術層在軌事件與貨運補給詳單優(yōu)化方案。
　　論文在理論模型和方法研究的基礎上，開發(fā)了面向工程實際應用的空間站運營任務規(guī)劃原型系統(tǒng)軟件。研究成果為工程部門開展空間站運營任務規(guī)劃提供了一定的技術