北京理工大學溫昶煊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京理工大學申請的專利一種用于星群編隊重構的實時軌跡規劃方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115840467B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211705753.3,技術領域涉及:B64G1/24;該發明授權一種用于星群編隊重構的實時軌跡規劃方法是由溫昶煊;張國旭;喬棟設計研發完成,并于2022-12-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種用于星群編隊重構的實時軌跡規劃方法在說明書摘要公布了:本發明公開的一種用于星群編隊重構的實時軌跡規劃方法,屬于星群編隊重構軌跡規劃領域。本發明通過終端非凸構型約束,使得星群在終端時刻形成利于對環繞中心協同觀測的環繞構型,提高星群編隊對目標的觀測效率,建立以加速度積分項表征的最省燃料性能指標,更加節約燃料。本發明通過變量替換將星群編隊重構的終端非凸構型約束等價轉為唯一星群編隊非凸等式約束,將星群編隊非凸等式約束松弛為星群編隊凹不等式,降低約束維度。本發明通過將松弛變量精準懲罰至目標函數中,提升星群編隊重構軌跡規劃對于不同初始工況規劃的魯棒性。本發明通過對凹不等式約束的線性化實現星群編隊重構軌跡規劃問題凸化,顯著提升星群編隊重構軌跡迭代優化的收斂性。
本發明授權一種用于星群編隊重構的實時軌跡規劃方法在權利要求書中公布了:1.一種用于星群編隊重構的實時軌跡規劃方法,其特征在于:包括如下步驟, 步驟一:以星群編隊重構的終端非凸構型的虛擬中心為原點,建立星群編隊重構相對運動坐標系,構建相對運動坐標系便于步驟二星群動力學方程凸化; 步驟二:在星群編隊重構相對運動坐標系的基礎上,建立星群的動力學方程約束、加速度大小約束和終端非凸構型約束,所述終端非凸構型約束包括終端非凸位置約束和終端非凸速度約束,通過終端非凸構型約束使得星群在終端時刻形成利于對環繞中心進行協同觀測的環繞構型,提高星群編隊對目標的觀測效率;在優化指標中以加速度積分項表征燃料消耗,使星群編隊重構過程的燃料消耗最小化,增加后續任務多樣性;以星群的動力學方程約束、加速度大小約束和終端非凸構型約束為約束條件,以加速度積分項表征燃料消耗為優化指標,構建星群編隊重構軌跡規劃問題; 步驟三:將步驟二中的星群編隊重構的終端非凸構型約束通過變量替換等價轉為唯一的星群編隊非凸等式約束,通過引入松弛變量將非凸等式約束沿著凹方向松弛,得到一個星群編隊凹不等式約束,更適用于處理星群編隊中大規模的終端構型約束,顯著提高星群編隊重構軌跡規劃效率;同時將松弛變量精準懲罰至目標函數中,保證星群編隊重構的初始可行性,提升星群編隊重構軌跡規劃對于不同初始工況規劃的魯棒性; 步驟四:線性化步驟三得到的星群編隊凹不等式約束,得到星群編隊重構軌跡規劃問題的凸形式;迭代求解凸形式的星群編隊重構軌跡規劃問題直至收斂,得到星群編隊重構軌跡;星群編隊凹不等式約束的線性化使得迭代求解的收斂性顯著提升,進而使得星群在星載資源有限的條件下實現星群編隊重構的實時軌跡規劃。
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