衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的混雜動(dòng)力學(xué)建模與仿真.pdf

1、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)自由飛行分離模塊化系統(tǒng)。自由飛行分離模塊化系統(tǒng)是由多顆微小衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡(luò),在軌道中以緊湊隊(duì)形運(yùn)行。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中包含多顆電源衛(wèi)星,通過無線能量傳輸系統(tǒng)為其他模塊衛(wèi)星供電。為了優(yōu)化衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的能量傳輸性能,必須先弄清楚各個(gè)衛(wèi)星模塊之間復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)關(guān)系,為此對(duì)如下內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)研究:將衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)及飛行過程中的能量變化視為連續(xù)動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行聯(lián)合建模;將能量管理和分配系統(tǒng)視為離散事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)進(jìn)行建模;對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的分層,把連續(xù)特

2、性和離散特性進(jìn)行結(jié)合,以混雜系統(tǒng)理論為研究基礎(chǔ),對(duì)整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行建模;利用計(jì)算機(jī)對(duì)上述模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　首先,學(xué)習(xí)了衛(wèi)星蓄電池陣的工作原理,對(duì)衛(wèi)星蓄電池陣能量狀態(tài)變化進(jìn)行了研究。根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體能量連續(xù)性特點(diǎn)和各顆衛(wèi)星空間飛行過程中能量變化連續(xù)性特點(diǎn),分別建立了電源衛(wèi)星和各顆職能衛(wèi)星能量狀態(tài)模型。分析了電源衛(wèi)星與各顆職能衛(wèi)星能量傳輸?shù)年P(guān)系和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不同狀態(tài)下能量模型的切換。把能量的連續(xù)特性和事件觸發(fā)模型切換的離散

3、特性相結(jié)合,以混雜系統(tǒng)理論為研究基礎(chǔ)建立了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體狀態(tài)的混雜動(dòng)力學(xué)模型。
　　然后,分別在光照區(qū)、陰影區(qū)、有工作任務(wù)和無工作任務(wù)時(shí),對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各顆衛(wèi)星的能量狀態(tài)進(jìn)行了仿真。應(yīng)用Petri網(wǎng)的分析方法,分析了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制。應(yīng)用Petri網(wǎng)相關(guān)知識(shí),將衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的不同工作狀態(tài)描述為庫所,轉(zhuǎn)化條件描述為變遷。結(jié)合衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式,畫出了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)能量狀態(tài)Petri網(wǎng)。
　　其次,根據(jù)建立的Petri網(wǎng),選擇衛(wèi)星