一种多层并联反馈的航天器控制系统及方法与流程

1.本发明属于航天器系统设计技术领域，尤其涉及一种多层并联反馈的航天器控制系统及方法。


背景技术：

2.随着军事需求的不断增长和任务复杂度的提高，航天装备不再是简单的通信、导航或遥感卫星，而是一个复杂灵活的空间智能自主系统，不仅具有信息收集能力，而且具备在轨的自主感知与信息处理，自主目标识别和自主决策打击能力，智能化是解决航天装备在轨自主实施军事动作的关键手段，可以达到快速、高效、灵活的目的。
3.当前面临的主要问题是：传统航天器控制系统是以姿轨控为主要目标的单一闭环控制系统，建立在固定功能的软硬件产品基础之上，系统结构僵硬，难以适应变化的控制对象、变化的环境以及用户的多样性任务需求，对于用户的使用方便性不足。与之相比，空间智能自主系统面向的控制任务是“更大回路”的闭环控制，其内容不仅限于位置、姿态、速度等运动参数的控制，还包括感知与认知、决策与规划、制导、控制与执行，以及人机混合智能增强等内容。因此传统航天器控制系统结构已难以适用智能化的任务需求。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种多层并联反馈的航天器控制系统及方法，不仅能够实现简单卫星的姿态和轨道控制能力，且能够实现在轨智能自主感知与信息处理、智能自主目标识别和自主决策打击能力。
5.本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种多层并联反馈的航天器控制系统，包括：原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块和智能人机接口模块；其中，所述原子任务管理模块对目标对象和空间环境状态进行感知测量得到感知测量信息，对感知测量信息进行处理得到处理结果，对处理结果进行故障检测和故障处理；并将感知测量信息和处理结果传输给并行任务管理模块的智能感知单元b；所述并行任务管理模块接收感知测量信息和处理结果，对感知测量信息进行数据融合得到航天器多维度融合感知信息，根据航天器多维度融合感知信息和处理结果通过多维控制目标自主分解得到多个单一维度的控制任务；并将航天器多维度融合感知信息传输给所述序列任务管理模块；所述序列任务管理模块接收航天器多维度融合感知信息，对目标对象以及目标对象所处空间环境进行辨识得到多个目标辨识结果，对多个目标辨识结果进行任务时序规划，在时间轴上生成多目标任务时序规划序列；并将多个目标辨识结果传输给所述总任务管理模块；所述总任务管理模块接收多个目标辨识结果，根据多个目标辨识结果生成多个目标任务；所述智能人机接口模块提供航天器上行控制和下行状态监视接口。
6.上述多层并联反馈的航天器控制系统中，所述原子任务管理模块包括感知器、感知单元a、自主管理单元a、实时控制单元a和执行器；其中，所述感知器对目标对象和空间环境状态进行感知测量得到感知测量信息，将感知测量信息输出给感知单元a；感知单元a接
收到感知测量信息后，对感知测量信息进行数据处理，处理完成后将处理结果输出给自主管理单元a和并行任务管理模块的智能感知单元b；自主管理单元a对感知单元a的数据处理结果进行故障检测和故障处理，将故障处理结果输出给实时控制单元a；实时控制单元a根据故障处理结果对控制量进行计算，向执行器发送控制指令和控制信号，并同时向自主管理单元a发送控制量计算结果。
7.上述多层并联反馈的航天器控制系统中，所述感知器包括敏感器和传感器；其中，所述敏感器对航天器自身以及目标对象进行空间位置和姿态确定；所述传感器用于航天器自身状态信息确定。
8.上述多层并联反馈的航天器控制系统中，所述执行器包括推力器和机构；其中，推力器用于航天器位置和姿态控制；机构可用于航天器姿态控制以及部组件空间操作。
9.上述多层并联反馈的航天器控制系统中，所述并行任务管理模块包括智能感知单元b、自主管理单元b和任务分解单元b；其中，智能感知单元b接收感知器的感知测量信息，对感知信息进行数据融合，获取航天器多维度融合感知信息，并将航天器多维度融合感知信息传输给自主管理单元b；自主管理单元b接收智能感知单元b的航天器多维度融合感知信息和原子任务管理模块的自主管理单元a的故障处理结果，对航天器空间资源状态进行冲突分析得到空间资源冲突分析结果，并将空间资源冲突分析结果发送给任务分解单元b；任务分解单元b根据自主管理单元b的空间资源冲突分析结果，对多维度控制任务进行分解得到多个单一维度的控制任务，并将多个单一维度的控制任务发送给原子任务管理模块的实时控制单元a，实时控制单元a以多个单一维度控制任务为目标，由原子任务管理模块实现闭环控制；同时，自主管理单元a将控制量分配结果、故障检测和处理结果发送至自主管理单元b。
10.上述多层并联反馈的航天器控制系统中，所述序列任务管理模块包括智能感知单元c、自主管理单元c和任务规划单元c；其中，所述智能感知单元c接收感知器的感知测量信息和并行任务管理模块智能感知单元b的航天器多维度融合感知信息，对目标对象以及目标对象所处空间环境进行辨识，将辨识出的多个目标辨识结果发送给自主管理单元c；自主管理单元c对智能感知单元c的多个目标辨识结果和并行任务管理模块的自主管理单元b所输入的空间资源冲突分析结果进行时间资源冲突分析，并将时间资源冲突分析结果发送给任务规划单元c；任务规划单元c根据自主管理单元c的时间冲突分析结果，对多个目标辨识结果进行任务时序规划，在时间轴上生成多目标任务时序规划序列。
11.上述多层并联反馈的航天器控制系统中，所述总任务管理模块包括智能感知单元d、自主管理单元d和任务生成与决策单元d；其中，所述智能感知单元d接收感知器的感知测量信息和智能感知单元c的多个目标辨识结果，经过语义分析，得出目标任务的目标范围、时间范围、空间范围，并将语义分析结果发送给自主管理单元d；自主管理单元d对智能感知单元d的语义分析结果和序列任务管理模块的自主管理单元c所输入的时间资源冲突分析结果与现有目标任务进行任务目标冲突分析得到任务目标冲突分析结果，并将任务目标冲突分析结果发送给任务生成与决策单元d；任务生成与决策单元d根据自主管理单元d的任务目标冲突分析结果生成多个目标任务，并将多个目标任务发送给序列任务管理模块的任务规划单元c，由任务规划单元c对多个目标任务进行时序规划，由时序任务管理模块实现闭环控制。
12.一种多层并联反馈的航天器控制方法，所述方法包括如下步骤：原子任务管理模块对目标对象和空间环境状态进行感知测量得到感知测量信息，对感知测量信息进行处理得到处理结果，对处理结果进行故障检测和故障处理；并将感知测量信息和处理结果传输给并行任务管理模块的智能感知单元b；并行任务管理模块接收感知测量信息和处理结果，对感知测量信息进行数据融合得到航天器多维度融合感知信息，根据航天器多维度融合感知信息和处理结果通过多维控制目标自主分解得到多个单一维度的控制任务；并将航天器多维度融合感知信息传输给序列任务管理模块；序列任务管理模块接收航天器多维度融合感知信息，对目标对象以及目标对象所处空间环境进行辨识得到多个目标辨识结果，对多个目标辨识结果进行任务时序规划，在时间轴上生成多目标任务时序规划序列；并将多个目标辨识结果传输给总任务管理模块；总任务管理模块接收多个目标辨识结果，根据多个目标辨识结果生成多个目标任务。
13.上述多层并联反馈的航天器控制方法中，所述原子任务管理模块包括感知器、感知单元a、自主管理单元a、实时控制单元a和执行器；其中，所述感知器对目标对象和空间环境状态进行感知测量得到感知测量信息，将感知测量信息输出给感知单元a；感知单元a接收到感知测量信息后，对感知测量信息进行数据处理，处理完成后将处理结果输出给自主管理单元a和并行任务管理模块的智能感知单元b；自主管理单元a对感知单元a的数据处理结果进行故障检测和故障处理，将故障处理结果输出给实时控制单元a；实时控制单元a根据故障处理结果对控制量进行计算，向执行器发送控制指令和控制信号，并同时向自主管理单元a发送控制量计算结果。
14.上述多层并联反馈的航天器控制方法中，所述感知器包括敏感器和传感器；其中，所述敏感器对航天器自身以及目标对象进行空间位置和姿态确定；所述传感器用于航天器自身状态信息确定。
15.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
16.(1)本发明通过原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块构成上下分层、多层并联逻辑结构，不仅能够实现简单卫星的姿态和轨道控制能力，且能够实现在轨智能自主感知与信息处理、智能自主目标识别和自主决策打击能力。
17.(2)本发明通过原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块实现不能级别的智能化控制水平，相比以姿轨控为主要目标传统航天器控制系统，可更好地适应变化的控制对象、变化的环境以及用户的多样性任务需求，能更好地适应于未来智能化发展方向。
18.(3)本发明通过上下分层、多层并联的模型结构，采用嵌套闭环、层间反馈的运行方式，实现了从指定动作到指定目标、再到自选目标等各级别作战需求。
19.(4)本发明通过各层级自主管理单元以及各层间自主管理单元的层间信息交互，实现了从系统自主故障处理到自主空间资源管理、自主时间资源管理、自主任务目标管理等多层级航天器控制系统的自主管理需求。
20.(5)本发明通过智能人机增强接口模块实现了系统对用户指令的智能响应，用户可通过智能人机增强接口模块实现对航天器的控制及监视，而且控制指令不涉及航天器的运行机制，可使用户从繁重的在轨运维中解放出来，更加专注于战略局势思考；必要时，用户也可直接对各层进行直接干预，在满足控制系统智能自主需求的同时，也保留了用户的
最高级控制权限。
21.(6)本发明面向的是未来智能化航天器任务需求，建立了航天器控制系统结构和基线框架，最底层与传统控制系统相近，但增加了向上层反馈的环节，同时增加了接受上层任务的接口，整个结构面向未来智能航天任务，是更大回路和更多层级回路的闭环，为航天器控制系统智能自主架构设计提供了方法，该方法可应用于各类智能航天器控制系统设计，并可在其他智能领域中推广。
附图说明
22.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
23.图1是本发明实施例提供的多层并联反馈的航天器控制系统框图；
24.图2是本发明实施例提供的多层并联反馈航天器控制系统闭环嵌套运行方式示意图。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
26.图1是本发明实施例提供的多层并联反馈的航天器控制系统框图。如图1所示，该系统包括原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块、智能人机接口模块。其中，
27.所述原子任务管理模块对目标对象和空间环境状态进行感知测量得到感知测量信息，对感知测量信息进行处理得到处理结果，对处理结果进行故障检测和故障处理；并将感知测量信息和处理结果传输给并行任务管理模块的智能感知单元b；所述并行任务管理模块接收感知测量信息和处理结果，对感知测量信息进行数据融合得到航天器多维度融合感知信息，根据航天器多维度融合感知信息和处理结果通过多维控制目标自主分解得到多个单一维度的控制任务；并将航天器多维度融合感知信息传输给所述序列任务管理模块；所述序列任务管理模块接收航天器多维度融合感知信息，对目标对象以及目标对象所处空间环境进行辨识得到多个目标辨识结果，对多个目标辨识结果进行任务时序规划，在时间轴上生成多目标任务时序规划序列；并将多个目标辨识结果传输给所述总任务管理模块；所述总任务管理模块接收多个目标辨识结果，根据多个目标辨识结果生成多个目标任务；所述智能人机接口模块提供航天器上行控制和下行状态监视接口。
28.如图1所示，原子任务管理模块面向航天器单维度控制任务，由感知器、感知单元a、自主管理单元a、实时控制单元a、执行器组成。
29.其中，感知器可对目标对象和空间环境状态进行感知测量，将感知测量信息输出给感知单元a；感知单元a接收到感知信息后，对感知信息进行数据处理，处理完成后将处理
结果输出给自主管理单元a和并行任务管理模块的智能感知单元b；自主管理单元a对感知单元a的数据处理结果进行故障检测和故障处理，将故障处理结果输出给实时控制单元a；实时控制单元a根据故障处理结果对控制量进行计算，向执行器发送控制指令和控制信号，并同时向自主管理单元a发送控制量计算结果。
30.进一步的，感知器包括敏感器和传感器；其中，敏感器主要对航天器自身以及目标对象进行空间位置和姿态确定；传感器主要用于航天器自身状态信息确定。
31.进一步的，执行器包括推力器和机构；其中，推力器用于航天器位置和姿态控制；机构可用于航天器姿态控制以及部组件空间操作。
32.如图1所示，并行任务管理模块面向航天器特定任务目标的多维度控制任务，由智能感知单元b、自主管理单元b、任务分解单元b、原子任务管理模块组成。
33.其中，智能感知单元b接收感知器和原子任务管理模块感知单元a的感知测量信息，对多维感知信息进行数据融合，获取航天器多维度融合感知信息，并将融合后的多维度感知信息传输给自主管理单元b；自主管理单元b接收智能感知单元b的航天器多维度融合感知信息和原子任务管理模块的自主管理单元a的故障处理结果，对航天器空间资源状态进行冲突分析，并将空间资源冲突分析结果发送给任务分解单元b；任务分解单元b根据自主管理单元b的冲突分析结果，对多维度控制任务进行分解，分解为多个单一维度的控制任务，并将控制任务发送给原子任务管理模块的实时控制单元a，实时控制单元a以多个单一维度控制任务为目标，由原子任务管理模块实现闭环控制；同时，自主管理单元a将控制量分配结果和故障检测和处理结果发送至自主管理单元b。
34.如图1所示，序列任务管理模块面向航天器多个任务目标的控制，由智能感知单元c、自主管理单元c、任务规划单元c、并行任务管理模块组成。
35.其中，智能感知单元c接收感知器和并行任务管理模块智能感知单元b的航天器多维度融合感知信息，对目标对象以及目标对象所处空间环境进行辨识，将辨识出的多个目标辨识结果发送给自主管理单元c；自主管理单元c对智能感知单元c的多个目标辨识结果和并行任务管理模块的自主管理单元b所输入的空间资源冲突分析结果进行时间资源冲突分析，并将时间资源冲突分析结果发送给任务规划单元c；任务规划单元c根据自主管理单元c的时间冲突分析结果，对多个目标辨识结果进行任务时序规划，在时间轴上生成多目标任务时序规划序列，并实时将当前时刻规划结果发送给并行任务管理模块的任务分解单元b，任务分解单元b以该规划结果作为任务分解目标，由并行任务管理模块实现闭环控制；同时，任务规划单元b将任务分解结果发送给自主管理单元b，自主管理单元b将任务分解结果和间资源冲突分析结果发送至自主管理单元c。
36.如图1所示，总任务管理模块面向的是以用户为中心的任务，可根据用户指令自主确定目标任务，主要由智能感知单元d、自主管理单元d、任务生成与决策单元d、序列任务管理模块组成。
37.其中，智能感知单元d接收感知器和序列任务管理模块智能感知单元c的多个目标辨识结果，经过语义分析，得出目标任务的目标范围、时间范围、空间范围，并将语义分析结果发送给自主管理单元d；自主管理单元d对智能感知单元d和序列任务管理模块的自主管理单元c所输入的时间资源冲突分析结果与现有目标任务进行任务目标冲突分析，并将分析结果发送给任务生成与决策单元d；任务生成与决策单元d根据自主管理单元d的任务目
标冲突分析结果生成多个目标任务，并将多个目标任务发送给序列任务管理模块的任务规划单元c，由任务规划单元c对多个目标任务进行时序规划，由时序任务管理模块实现闭环控制，同时，任务规划单元c将任务规划结果发送给自主管理单元c，自主管理单元c将任务规划结果和时间资源冲突分析结果发送至自主管理单元d。
38.如图1所示，智能人机接口模块可为用户提供航天器上行控制和下行状态监视接口，用户可通过上行通道向任务生成与决策单元d注入用户指令(不涉及航天器内部运行机制)；任务生成与决策单元d进行指令信息提取，根据用户指令生成多个目标任务，同时将目标任务生成结果发送给自主管理单元d；自主管理单元d可对目标任务与现有任务进行任务目标冲突分析，同时自主管理单元d可将航天器各模块状态信息通过智能人机接口反馈给用户，由用户实现航天器状态监视；必要时，用户也可通过智能人机接口直接对序列任务管理模块、并行任务管理模块、原子任务管理模块进行操作。
39.多层并联反馈的航天器控制系统在逻辑结构上为上下分层、多层并联结构。
40.进一步的，上下分层结构是指原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块分别对应一个逻辑层，可实现不同智能化水平的控制功能；其中，总任务管理模块为面向用户任务，智能化水平最高，可自主决策任务目标；序列任务管理模块智能化水平次之，可针对多个任务目标实现任务规划；并行任务管理模块智能化水平再次之，可针对特定任务目标实现多维度控制任务分解；原子任务管理模块智能化水平最低，可完成多个单一维度控制任务。
41.进一步的，多层并联结构是指原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块所对应的逻辑层，在逻辑结构上为并联结构方式。
42.传统航天器控制系统是以姿轨控为主要目标的单一闭环控制系统，建立在固定功能的软硬件产品基础之上，系统结构僵硬，不能适应变化的控制对象和变化的环境需求，难以满足控制系统的智能自主任务需求，对于用户的使用方便性不足。本发明提出一种多层并联反馈的航天器控制系统，以自主管理为核心，采用多层开放式结构，以接受从指定动作到指定目标，再到自选目标等各级别作战指令；基于并联反馈，建立层间联系，实现面向任务的“更大回路”的闭环控制，其内容不仅限于位置、姿态、速度等运动参数的控制，还包括感知与认知、决策与规划、制导、控制与执行，以及人机混合智能增强等内容。
43.多层并联反馈的航天器控制系统共包括五个模块，原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块、智能人机接口模块。原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块分别对应一个逻辑层，可实现不同智能化水平的控制功能，总任务管理模块为面向用户任务，智能化水平最高，可自主决策任务目标；序列任务管理模块智能化水平次之，可针对多个任务目标实现任务规划；并行任务管理模块智能化水平再次之，可针对特定任务目标实现多维度控制任务分解；原子任务管理模块智能化水平最低，可完成多个单一维度控制任务。智能人机接口模块可为用户提供航天器上行控制和下行状态监视接口，用户可通过该模块实现对航天器的上行控制和下行状态监视。
44.原子任务管理模块面向航天器单维度控制任务(如姿控任务、轨控任务、机构转动任务)，由感知器、感知单元a、自主管理单元a、实时控制单元a、执行器组成。感知器包括敏感器和传感器，敏感器主要对航天器自身以及目标对象进行空间位置和姿态确定，传感器
主要用于航天器自身状态信息确定。执行器包括推力器和机构，推力器用于航天器位置和姿态控制；机构用于航天器姿态控制以及部组件空间操作。
45.并行任务管理模块面向航天器特定任务目标的多维度控制任务，通过多维控制目标自主分解，实现多维度控制目标的空间资源冲突消解。由智能感知单元b、自主管理单元b、任务分解单元b、原子任务管理模块组成。智能感知单元b用于对各类感知器数据以及原子任务管理模块感知单元a数据处理结果的数据融合；自主管理单元b用于实现对多维控制目标的空间资源冲突分析；任务分解单元b用于对多维控制目标进行任务分解，分解结果由下层原子任务管理模块执行。
46.序列任务管理模块面向航天器多个任务目标的控制，由智能感知单元c、自主管理单元c、任务规划单元c、并行任务管理模块组成。智能感知单元c通过对感知器信息和智能感知单元b的数据融合结果进行辨识分析，可实现对目标和目标所处空间环境的辨识；自主管理单元c用于对辨识目标与航天器所处当前环境进行时间资源分析；任务规划单元c可对多个辨识目标进行任务执行序列规划，由并行任务管理模块执行。
47.总任务管理模块面向的是以用户为中心的任务，可根据用户指令自主确定目标任务，主要由智能感知单元d、自主管理单元d、任务生成与决策单元d、序列任务管理模块组成。智能感知单元d用于对感知器感知信息和智能感知单元c的目标辨识结果进行语义分析；自主管理单元d根据语义分析结果及已有任务目标进行冲突分析；任务生成与决策单元d根据任务目标冲突分析结果进行决策，生成多个执行任务，由下层序列任务管理模块执行。
48.智能人机接口模块位于逻辑模型各层级，用户可通过总任务管理模块与航天器进行信息交互，由航天器多层智能逻辑模块自主执行；同时，为了保证用户紧急状态下对各层逻辑模型的干预能力，用户也可通过各层人机接口对各层逻辑模型直接干预。由此构建了各层“人在回路”的逻辑架构，实现了人机混合增强系统性能的目的。
49.多层并联反馈的航天器控制方法，具体实现步骤如下：
50.(1)在原子任务管理模块，感知器对目标对象和空间环境状态进行感知测量，将测量信息输出给感知单元a；感知单元a接收到感知信息后，对感知信息进行数据处理，处理完成后将处理结果输出给自主管理单元a；自主管理单元a接收到感知信息后通过fdir(fault detection,isolation and recovery)方式对系统部/组件数据进行分析，实现单机及系统的健康状态监测，故障诊断、隔离和恢复，保证参与控制回路的各部件功能可靠性和信息的正确性，将故障处理结果输出给实时控制单元a；实时控制单元在接收到可靠的感知信息后，根据高层级或用户设定的控制目标，对执行器的控制量进行解算，并向相应执行器发送控制指令或控制信号，实现原子任务管理模块的闭环控制，见图2的闭环结构1。
51.(2)在并行任务管理模块，智能感知单元b以感知器、原子任务管理模块感知单元a数据处理结果作为输入进行多感知器的数据融合，获取航天器本体及所处空间环境多维度状态信息，在信息融合的基础上输出航天器多维度的感知信息(如可根据敏感器信息确定热控散热面、太阳翼指向，根据姿态敏感器和角度传感器可确定天线或载荷的空间指向)；自主管理单元b获取智能感知单元信息融合的结果，并结合原子任务管理模块自主管理单元的故障处理结果，分析系统空间资源冲突，将分析结果发送给任务分解单元b；任务分解单元b根据冲突分析结果对各维度控制目标进行分解(如分解为姿态控制目标、天线转动目
标等)，分解结果发送给下层实时控制单元a，由下层原子任务管理模块实现对各控制目标的闭环控制；由此实现并行任务管理模块的闭环控制过程，见图2的闭环结构2。
52.(3)并行任务管理模块闭环控制过程中，任务分解结果传输给原子任务管理模块的实时控制单元a后，实时控制单元a根据上层任务分解结果解算单一维度控制量，并完成执行器选取及控制量计算，将选取和计算结果发送给自主管理单元a；自主管理单元a将执行器选取和计算结果发送给自主管理单元b；由此，可实现并行任务管理模块和原子任务管理模块的层间信息闭环，见图2的闭环结构5。
53.(4)在序列任务管理模块，智能感知单元c接收感知器和并行任务管理模块智能感知单元b的多维度数据融合信息，对目标对象以及目标对象所处空间环境进行辨识，将辨识出的多个目标任务发送给自主管理单元c；自主管理单元c对智能感知单元c的多个目标任务和并行任务管理模块的自主管理单元b所输入的空间资源冲突分析结果进行时间资源冲突分析，并将时间资源冲突分析结果发送给任务规划单元c；任务规划单元c根据自主管理单元c的时间冲突分析结果，对多个目标任务进行任务时序规划，在时间轴上生成多目标任务时序规划序列，并实时将当前时刻规划结果发送给并行任务管理模块的任务分解单元b，任务分解单元b以该规划结果作为任务分解目标，由并行任务管理模块实现闭环控制，见图2的闭环结构3。
54.(5)序列任务管理模块闭环控制过程中，任务规划单元c任务规划结果发送至任务分解单元b后，任务分解单元b对任务时序规划结果进行多维度控制目标分解，分解结果反馈给自主管理单元b，由自主管理单元b将分解结果发送给自主管理单元c；由此，可实现序列任务管理模块和并行任务管理模块的层间信息闭环，见图2的闭环结构6。
55.(6)在总任务管理模块，智能感知单元d接收感知器和序列任务管理模块智能感知单元c的多个目标辨识结果，经过语义分析，得出目标任务的目标范围、时间范围、空间范围，并将语义分析结果发送给自主管理单元d；自主管理单元d对智能感知单元d和序列任务管理模块的自主管理单元c所输入的时间资源冲突分析结果与现有目标任务进行任务目标冲突分析，并将分析结果发送给任务生成与决策单元d；任务生成与决策单元d根据自主管理单元d的任务目标冲突分析结果生成多个目标任务，并将多个目标任务发送给序列任务管理模块的任务规划单元c，由任务规划单元c对多个目标任务进行时序规划，由时序任务管理模块实现闭环控制，见图2的闭环结构4。
56.(7)总任务管理模块闭环控制过程中，任务生成与决策单元d任务生成结果传递给任务规划单元c，由任务规划单元c在时间域上生成任务规划序列，并传递给自主管理单元c，自主管理单元c将规划结果发送给自主管理单元d。由此，实现总任务管理模块和序列任务管理模块的层间自主管理信息闭环，见图2的闭环结构7。
57.(8)航天器控制系统在轨运行过程中，地面可根据用户需要通过上行通道注入用户指令(不涉及航天器内部运行机制)，用户指令由总任务管理模块的任务生成与决策单元d接收并进行指令信息提取，结合自主管理单元d的任务目标冲突分析结果，该模块可生成多个控制任务，交由下层序列任务管理模块执行。任务生成与决策单元d同时将任务生成结果发送给自主管理单元d，自主管理单元d将任务生成结果、其他各模块自主管理分析结果通过下行通道发送给地面，由用户进行状态监视，见图2的闭环结构8。
58.(9)紧急情况下，用户也可通过各层人机接口，实现对航天器的干预控制。
59.本发明通过原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块构成上下分层、多层并联逻辑结构，不仅能够实现简单卫星的姿态和轨道控制能力，且能够实现在轨智能自主感知与信息处理、智能自主目标识别和自主决策打击能力；本发明通过原子任务管理模块、并行任务管理模块、序列任务管理模块、总任务管理模块实现不能级别的智能化控制水平，相比以姿轨控为主要目标传统航天器控制系统，可更好地适应变化的控制对象、变化的环境以及用户的多样性任务需求，能更好地适应于未来智能化发展方向；本发明通过上下分层、多层并联的模型结构，采用嵌套闭环、层间反馈的运行方式，实现了从指定动作到指定目标、再到自选目标等各级别作战需求；本发明通过各层级自主管理单元以及各层间自主管理单元的层间信息交互，实现了从系统自主故障处理到自主空间资源管理、自主时间资源管理、自主任务目标管理等多层级航天器控制系统的自主管理需求；本发明通过智能人机增强接口模块实现了系统对用户指令的智能响应，用户可通过智能人机增强接口模块实现对航天器的控制及监视，而且控制指令不涉及航天器的运行机制，可使用户从繁重的在轨运维中解放出来，更加专注于战略局势思考；必要时，用户也可直接对各层进行直接干预，在满足控制系统智能自主需求的同时，也保留了用户的最高级控制权限；本发明面向的是未来智能化航天器任务需求，建立了航天器控制系统结构和基线框架，最底层与传统控制系统相近，但增加了向上层反馈的环节，同时增加了接受上层任务的接口，整个结构面向未来智能航天任务，是更大回路和更多层级回路的闭环，为航天器控制系统智能自主架构设计提供了方法，该方法可应用于各类智能航天器控制系统设计，并可在其他智能领域中推广。
60.本实施例以自主管理为核心，采用多层开放式结构，以接受从指定动作到指定目标，再到自选目标等各级别作战指令；基于并联反馈，建立层间联系，实现面向任务的“更大回路”的闭环控制，其内容不仅限于位置、姿态、速度等运动参数的控制，还包括感知与认知、决策与规划、制导、控制与执行，以及人机混合智能增强等内容。可适用于今后各类智能航天器的控制系统框架，作为系统设计的基线架构使用。
61.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。