ترجمه فارسی مقاله کنترل محدود برای استقلال فضاپیمای امن: رویکرد برنامه نویسی محدب

چکیده

This paper presents a robust path-planning framework for safe spacecraft autonomy under uncertainty and develops a computationally tractable formulation based on convex programming. We utilize chance-constrained control to formulate the problem. It provides a mathematical framework to solve for a sequence of control policies that minimizes a probabilistic cost under probabilistic constraints with a user-defined confidence level (e.g., safety with 99.9% confidence). The framework enables the planner to directly control state distributions under operational uncertainties while ensuring the vehicle safety. This paper rigorously formulates the safe autonomy problem, gathers and extends techniques in literature to accommodate key cost/constraint functions that often arise in spacecraft path planning, and develops a tractable solution method. The presented framework is demonstrated via two representative numerical examples: safe autonomous rendezvous and orbit maintenance in cislunar space, both under uncertainties due to navigation error from Kalman filter, execution error via Gates model, and imperfect force models.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

در این مقاله یک چارچوب برنامه ریزی مسیر قوی برای استقلال فضاپیمای ایمن تحت عدم اطمینان ارائه شده و یک فرمولاسیون محاسباتی قابل ردیابی بر اساس برنامه نویسی محدب ایجاد می کند.ما برای تدوین مشکل از کنترل محدود شده فرصت استفاده می کنیم.این یک چارچوب ریاضی برای حل یک دنباله از سیاست های کنترل فراهم می کند که هزینه احتمالی را تحت محدودیت های احتمالی با یک سطح اطمینان تعریف شده توسط کاربر به حداقل می رساند (به عنوان مثال ، ایمنی با اطمینان 99.9 ٪).این چارچوب برنامه ریز را قادر می سازد تا ضمن اطمینان از ایمنی خودرو ، توزیع های دولتی را تحت عدم قطعیت های عملیاتی کنترل کند.در این مقاله به طور دقیق مشکل استقلال ایمن را تدوین می کند ، تکنیک هایی را در ادبیات جمع آوری و گسترش می دهد تا عملکردهای کلیدی هزینه/محدودیت را که اغلب در برنامه ریزی مسیر فضاپیما بوجود می آیند ، قرار دهد و یک روش راه حل قابل ردیابی ایجاد می کند.چارچوب ارائه شده از طریق دو مثال عددی نماینده نشان داده شده است: تعمیر و نگهداری رندزو و مدار مستقل در فضای سیسلانار ، هر دو تحت عدم قطعیت به دلیل خطای ناوبری از فیلتر کالمن ، خطای اجرای از طریق مدل دروازه ها و مدل های نیروی ناقص.