基于规则推理的空间站太阳翼机构控制方案研究

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1、基于规则推理的空间站太阳翼机构控制方案研究刘博金燕严云红程云龙彭立章上海宇航系筮究所针对空间站上使用的太阳翼展开流程复杂的问题，提出一种棊于规则推理技术的太阳翼展开流程控制方案:运用Rctc算法设计了太阳翼展收控制推理系统，给出了空间站太阳翼按程序展开流程策略库设计方法，并根据按程序展开工况构造模拟事实序列来验证规则推理系统对于展收流程控制的正确性。仿真结果表明，规则推理技术可以有效的完成空间站太阳翼机构展收流程控制工作。关键词：空间站;太阳翼;机构控制;规则推理;Rete;StudyonMech

2、anismControlofSolarWinginSpaceStationBaseonRuledInferenceLIUBoJINYanYANYunhongCHENGYunlongPENGLizhangAerospaceSystemEngineeringShanghai;Abstract：Todealwiththeproblemthatthedeploymentprocessofthesolarwingofthespacestationistoocomplicated,aprocesscontro

3、lmethodbasedonruledinferencetechnologywasproposed.AsolarwingcontrolinferencesystemusingRetealgorithmwasdesignedandimplemented,itsstructureandoperationprincipleswereintroduced,andthedatatypeofFact,Event,ExpressionandRuleweredefined.Thenadesignschemaofs

4、olarwingdeploymentprogramstrategylibraryforspacestationwasintroducedandasimulationfactsequenceaccordingtotheprogrammed-deploymentconditionwasconstructedtoverifythecorrectnessofthedeploymentprocesscontrolusingtheruleinferencesystem.Theresultsverifiedth

5、eeffectivenessoftheprocesscontrolmethodforthesolarwingofthespacestation.Keyword：spacestation;solarwing;mechanismcontrol;ruleinference;rete;1引言随着我国载人航天“三步走”战略的顺利推进，我国载人航天工程目前已经进入空间站的建设阶段111。空间站太阳翼作为一种典型大型展开部件，相较卫星和飞船的太阳翼，展开流程更复杂，且要求具备重复展收功能m。太阳翼展收过程需按照

6、一定的时序逻辑同时操控多台电机联动，传统的展开流程控制方法是严格按照太阳翼展收流程的顺序发送和关命令位1，和对简单，但很难覆盖控制过程中所有可能发生的情况，也难以满足空间站太阳翼重复展收和可更换要求的在轨变更展开流程的需求。棊于规则的智能推理技术是人工智能领域的重要分支ul使用规则推理技术不仅可以实现对太阳翼机构展收进行准确、可靠的流程控制，还可以通过更新策略库的方式实现在轨更改机构控制流程包1。常见的规则推理算法有贝叶斯网络推理算法、ECA算法、Rete算法等［5-6］。其中，Rete算法作为C

7、LIPS(CLanguageIntegratedProductionSystem)规则推理系统的核心算法，凭借其模式灵活、匹配速度快等优点，被广泛应用于各类专家系统、故障诊断系统等M。本文在Rete算法的基础上设计一种规则推理系统，并结合空间站太阳翼展收控制需求，探索将规则推理技术应用在太阳翼机构控制的可行性。2控制推理系统设计本文设计的空间站太阳翼展收控制系统由1台综合驱动控制器负责采集机构状g并发送控制指令，整个控制流程由综合驱动控制器实施，总体架构如阁1所不O图1太刪翼示意图Fig.1Ske

8、tchdiagramofsolarwing其中推理系统是一种模式匹配系统，从大量机构状态和软件状态数据中根据规则进行快速匹配，从而识别出太阳翼当前所处的状态或发生的事件，继而按照既定策略发送相应的控制指令或相应动作，实现展收流程控制m。系统由三部分组成:事实队列、执行器和推理引擎，结构如图2所示。图2推理系统示意图Fig.2SketchdiagramofinferenceSystem图事实队列是推理系统的输入部件，将太阳翼各个传感器数据抽象成事实后进行统一管理;执行器是推理系统的输