基于Multi-Agent的星地数传动态规划问题研究

摘要

星地数传任务规划问题具有多时间窗口、多约束条件和多求解目标，其NP-Hard性质是卫星任务规划优化问题的难点之一。尤其是中继星的使用为数据全天候实时传输提供可能，如何分配有限的地面资源及其可见时间窗口成为亟待解决的问题，为此，本文做了如下三方面工作：
　　第一，设计Multi-Agent系统，建立任务规划模型。本文将Agent系统引入卫星数传任务中，设计联邦式和分布式混合结构以实现多部门任务协调。并在此基础上，构建了基于Multi-Agent的星地数传任务分配模型及动态任务重调度模型，进行了基本假设、符号描述、约束条件满足，考虑了任务执行收益、资源优化的条件，以实现多类型地面站和中继星的协同规划。
　　第二，设计动态规划原则，建立诚信可解约招投标机制。对于实际情况中出现的动态规划问题，本文设计了三种调度原则，并在此基础上，将动态性引入诚信合同网协议中，改进了传统的合同网机制，提出了可解约的诚信合同网协议。并进一步设计了招标、投标、评标策略和分配算法ASD。
　　第三，提出改进的Agent算法，进行仿真实验。本文提出了改进Agent算法，同时更深层次的挖掘任务到达顺序与规划性能的关系，缓存数量与嵌套次数的相互博弈关系。在预设了仿真环境的基础上，将星地数传动态规划调度问题进行多算法的对比分析。

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第1章 绪论

1. 1 课题研究的背景和意义

1. 2 国内外的研究现状及分析

1. 3 本文主要内容及研究框架

第2章 引入中继星的多Agent数传任务规划设计

2. 1 卫星数传规划问题提出

2. 2 中继星系统分析设计

2.3 基于Multi-Agent协调规划设计

2. 4 本章小结

第3章 数传任务规划模型研究

3. 1 规划模型的符号表示

3. 2 规划模型建立

3. 3 动态任务重调度问题

3. 4 本章小结

第4章 改进的可解约合同网规划求解算法

4. 1 合同网招投标机制设计

4. 2 动态诚信合同网协议设计

4. 3 任务招投标策略设计

4. 4 算法流程设计

4. 5 本章小结

第5章 仿真实验与建议

5. 1 仿真场景想定

5. 2 实验对比评价

5. 3 实验参数评价

5. 4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢