MSAT立方星联合优化框架

能量与数据吞吐协同提升

该框架同时优化航天器拓扑与成像调度,在满足电池、缓冲区和时序约束下最大化数据吞吐效率。

Muhammad Hassan, Yaqoob · 黄海 · Muhammad, Usama

Aerospace Science and Technology 2026

参数信息

优化面板悬伸角
23.6 °
多光谱图像交付数
412
红外图像交付数
400
设计评估次数
100

技术优势

联合优化消除耦合瓶颈

传统方法孤立优化ADCS与EPS,忽略了它们通过能量预算、姿态机动和调度计划形成的强耦合;本框架统一优化拓扑、电源配置和成像调度,提升整体任务效能。

降阶为四变量可解

通过分解策略和前瞻缓冲约束调度器,将大规模MINLP降阶为仅四个设计变量:有效载荷朝向、太阳能板安装面、面板倾角、补充电池片数量,使问题可解。

帕累托前沿提供决策选项

通过100次设计评估识别出四种运行模式(均衡、ADCS侧重、功率侧重、成像侧重),任务规划者可依据不同优先级选择权重配置。

高吞吐成像计划可行

优化调度在硬约束(电池荷电状态下限、缓冲容量、时序可行性、活动互斥)下,101轨道内交付412张多光谱和400张红外图像,最大化数据回报。

应用场景