航天器威胁规避智能自主控制技术研究综述

当前,轨道空间日益拥挤、太空竞争不断加剧,对航天器执行既定任务时的轨道威胁自主应对能力提出了新的挑战,使得航天器智能自主控制技术迎来新的发展机遇.在调研分析了轨道威胁感知、自主决策规划、规避机动动作执行、自主控制系统架构相关研究进展的基础上,总结提出了威胁规避智能自主控制面临的主要瓶颈问题,并分析指出发展“感知-决策-执行”一体化控制是破解瓶颈难题的有效手段,最后从一体化控制系统建模、设计、分析与验证多方面,系统讨论了威胁规避智能自主控制需要重点关注的若干基础问题,为未来航天器智能自主控制的理论研究和技术发展提供启发和参考.     

航天器智能热控技术研究现状及展望

随着航天器变轨、快速机动等复杂空间任务的发展,热控系统需要根据不同的要求进行智能化控制以满足航天器的高效可靠工作。文章首先介绍了航天器智能热控技术的分类及应用;然后,总结了国内外智能热控技术的发展现状;最后,提出了热控系统自主管理的进一步研究方向,为未来航天器的热控智能控制技术发展提供了参考依据。     

航天器自主运行控制与智能信息处理技术

在阐述航天器自主运行满足任务要求、提高系统性能、降低运行成本等方面作用的基础上，从系统的体系结构出发，按照分层递阶型、包容型、混合型三种基本形式和多智能体结构的复杂形式，分别讨论对一般轨道飞行航天器、多个航天器所组成的空间网络、以月球车为代表的星球表面探测系统和空间机器人等几类不同对象进行自主运行控制的特点，最后论述自主运行控制对智能信息处理技术的基本需求并提出有关的关键技术。     

智能控制：从学习控制到平行控制

20世纪60年代,学习控制开启了人类探究复杂系统控制的新途径,基于人工智能技术的智能控制随之兴起.本文以智能控制为主线,阐述其由学习控制向平行控制发展的历程.本文首先介绍学习控制的基本思想,描述了智能机器的架构设计与运行机理.随着信息科技的进步,基于数据的计算智能方法随之出现.对此,本文进一步简述了基于计算智能的学习控制方法,并以自适应动态规划方法为切入点分析非线性动态系统自学习优化问题的求解过程.最后,针对工程复杂性与社会复杂性互相耦合的复杂系统控制问题,阐述了基于平行控制的学习与优化方法求解思路,分析其在求解复杂系统优化控制问题方面的优势.智能控制思想经历了学习控制、计算智能控制到平行控制的演化过程,可以看出平行控制是实现复杂系统知识自动化的有效方法.     

智能特征模型和智能控制

首先论述了控制理论的发展应走"实践-理论-实践"之路.接着分析了现有智能控制存在的问题.提出突破复杂系统的特征建模问题是建立智能控制理论体系的前提.简单阐述了智能特征建模的思想、方法和必要的物质基础,并提出了三类智能控制的设想和框架.最后讨论了为发展智能控制理论需研究的一些基本理论和工具.     

航天器智能自适应控制方法探讨

针对现代航天器对控制任务的需求特点，本文基于航天器对象特征模型知识描述，提出了具有多层结构的智能自适应控制系统概念。作为本方法的原理，分别给出了关于一类高阶对象的低阶时变等效模型的定理及其推论，以及广义补偿基本定理及其理论，然后介绍智能自适应控制器三个层次的基本设计要点。最后对带有太阳帆板展开的航天器姿态控制进行了仿真研究，结果初步表明本智能自适应控制方法的有效性。     

智能数控实现技术分析

本文首先分析了机床控制理论的发展和机床智能控制实现环节的组成,在此基础上、提出了“分层控制”和“虚拟反馈”两项用实现智能数控的技术。分层控制把系统控制决策划分为三个层次,并认为智能数控控制决策是智能工艺控制,智能运动控制和逻辑控制,智能伺服控制和Ｉ／Ｏ控制的集成     

智能PID控制方法的研究现状及应用展望

在传统PID控制基础上,融合了先进智能控制思想和传统PID控制的智能PID控制器在很多方面表现出更好的特性.现今的PID控制已逐渐向智能化、自适应化、最优化的趋势发展.介绍了几种常见的智能PID控制器,如模糊PID、神经网络PID、遗传算法PID控制等.分析了它们各自的典型结构及特点,并总结了近年来智能PID控制器研究的重点方向和存在的问题,最后论述了智能PID控制器的应用前景.     

仿人智能控制及其在磁流变半主动悬架中的应用

论文讨论了基于图式理论的仿人智能控制理论最新进展及其在磁流变悬架中的应用情况. 首先, 结合图式理论和仿人智能控制理论, 定义一些基于动觉智能图式的仿人智能控制基本概念, 如感知图式、运动图式以及关联图式等. 然后, 给出了仿人智能控制器设计的通用性方法. 接着, 基于通用性的方法, 针对具有非线性、时滞及不确定性的磁流变悬架设计了基于动觉智能图式的仿人智能控制器. 最后, 开展了实车道路试验来验证控制方法的有效性. 试验结果表明,基于动觉智能图式的仿人智能控制理论是解决复杂控制问题的有效途径.     

基于网络化的航天器智能GNC系统体系架构研究

智能化的导航制导与控制系统(GNC)是提高航天器在轨自主运行能力及其智能性的关键分系统。本文从航天器GNC系统智能化的意义、智能GNC的基本特征、智能等级划分、国内外航天器智能信息系统研究现状等方面进行了介绍,结合国内航天器GNC系统研究现状,提出了下一代基于时间触发以太网(TTE)技术的航天器智能GNC系统体系架构,指出了需要研究的主要内容及关键技术,为航天器智能GNC系统的发展提供技术参考。     

刍议智能控制理论的发展及应用

智能控制理论是一种新型的控制理论,智能控制系统被广泛地应用于工业生产的各个领域。面对高度复杂和高度不确定性的被控系统,智能控制理论强调决策和规划,智能控制理论还处在发展阶段,面临着许多问题需要突破。本文主要叙述了控制理论的基本内容,介绍了智能控制理论在行业中的应用现状,对智能控制系统的研究趋势做了分析和展望。智能控制理论是一种新型的控制理论,智能控制系统被广泛地应用于工业生产的各个领域。面对高度复杂和高度不确定性的被控系统,智能控制理论强调决策和规划,智能控制理论还处在发展阶段,面临着许多问题需要突破。本文主要叙述了控制理论的基本内容,介绍了智能控制理论在行业中的应用现状,对智能控制系统的研究趋势做了分析和展望。     

在线学习与控制

如何构造智能控制系统?怎样分析抽取实际生产过程的特点和模型进而建立相应的数据结构及知识库?这些问题本文结合一设计实例进行了探讨.由于引进了一定的学习功能,便设计的智能控制系统能够根据生产实际中的控制效果随时修改知识库中的控制规则,以实现生产的优化控制.     

机器人足球智能控制系统分析与设计

该文结合智能控制理论和多智能体系统理论分析了基于多智能体系统(MABS)的分级递阶智能控制系统结构,并将该控制结构用于机器人足球系统,提出了机器人足球系统的分级递阶智能控制结构,并运用基于人工神经网络的模糊控制系统为足球机器人真正实现智能化控制提供了一种可行的控制方案。     

空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术。首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知-决策-执行”（Perception-decision-action, PDA）自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护（On-orbit servicing, assembly, and manufacturing,OSAM）控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考。     

空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术.首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知-决策-执行”(Perception-decision-action, PDA)自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护(On-orbit servicing, assembly, and manufacturing, OSAM)控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考.     

大学教室智能照明控制系统设计

在分析智能照明控制系统研究现状的基础上,针对目前大学教室普遍存在的问题,提出一个以单片机为控制核心的智能照明控制方案,并设计大学教室智能照明控制系统。系统自动采集课室内学习的学生人数和室内光照强度,由嵌在单片机内的智能控制程序决定输出打开灯具的个数,有效地避免人不在教室而灯亮以及教室光线足够强而开灯的现象,对学校节能降耗有着非常重要的意义。     

面向自主运行的深空探测航天器体系结构设计 及自主任务规划方法

传统的航天器运行管控方式严重依赖地面指控、人力成本耗费大且对任务响应时间长,难以满足深空探测远距离通信时延突出的任务特点,航天器的智能化水平亟待进一步提高.本文通过对航天器自主运行问题进行系统地分析,提出一种基于多智能体的航天器自主运行的体系结构,面向自主系统结构、运行流程等进行了设计.重点针对小行星探测任务,提出了一种包含平台和载荷任务管理的两阶段航天器自主任务规划算法设计方案,能够实现平载一体的航天器自主任务管理,根据高级任务目标输出完整的指令序列.并通过自主任务规划仿真,对相关算法和模型的正确性和可行性进行了可视化验证和分析,为航天器自主运行技术研究提供了一种有益的思路和方法.     

试论1－型智能控制系统

本文在对各种类型的智能控制系统进行划分的基础上来研究１－型智能控制系统。首先建立了１－型智能控制系统的基本定义、概念和结构模型，然后区别性地讨论了与“智能”相关的若干概念，最后指出了目前研究１－型智能控制系统的方向。     

基于IPC的智能移动机器人控制系统

为了研究移动机器人智能控制的方法和理论，依据其感知－规划－执行的体系结构，建立了基于工业控制计算机（IPC）和多种传感器信息的智能移动机器人试验平台，主要介绍了由多种传感器组成的环境感知系统及各种传感器的功能，使移动机器人具有自主决策能力的中心控制计算机软硬件系统及其特点以及实现移动机器人准确灵活移动的驱动方法。     

基于多自主体的智能分布式控制系统的研究

本文详细分析了介绍智能分布式控制系统的发展和面临的问题,在传统集散控制系统、现场总线技术的基础上,参考CSCW、CMMS-IAMS,提出了一个基于多自主体的分布式智能控制系统框架.利用分布式人工智能原理,建立一种没有中心控制器的智能控制环境,控制系统中的各功能子系统通过智能自主体连接到智能控制网络上,通过消息机制进行交流,使得信息、知识、控制设备以及人的智能都成为网络上的共享资源.