快速响应卫星系统的地面支持系统提出了快响卫星服务规划的需求,作为一种新的卫星应用模式,这种规划要求所有的卫星用户以偏好形式提出需求,要求规划器以用户满意程度为指标进行规划,其中的偏好表示不但要能够描述不依赖具体时间的时序关系,更要能够描述由具体时间点给定的时间约束关系。在快响卫星服务规划中,如何实现兼顾次序关系和时间约束关系的规划问题描述,并提供符合用户表达习惯的偏好表示语言,是问题形式化面临的挑战;在不能满足所有的偏好时如何进行公平而有效的取舍,是规划求解面临的挑战。针对这些挑战,本论文建立了扩展时态规划理论、时态规划偏好表示语言、基于偏好的时态规划(PBTP)问题等概念以完成问题表示,最后建立了一种实例化辩论框架以实现自动规划求解。用定性偏好集合描述规划的目标并约束规划过程,通过辩论推理实施自动规划,获得最大满意度的规划解。本文的创新点体现在以下四个方面。(1)建立了支持时间约束的扩展时态规划理论。为状态谓词引入时间限定表达式形成时标状态谓词,将多个受约束的时标状态谓词组成状态数据库,以此来表示带有明确时间标记的世界状态;同时,将操作表示为一个包含前提、效果、时间约束的多元组结构,当操作可应用于一个状态数据库时,操作实例化为动作,引起世界状态的变化,由此形成了一种新的时态规划理论,能够支持快响卫星服务规划问题的表示。(2)建立了时态规划偏好的结构化表示。将定性偏好表示语言归纳为一种层次化的结构,设计了轨迹偏好、选择性偏好、组合偏好和优先关系偏好等多层语法结构,形成了一种新型的偏好表示语言,可依托扩展时态规划理论进行语义分析,其表达能力超过多种已知的偏好表示方式。(3)对基于偏好的时态规划问题完成了计算复杂度分析和典型子问题算法设计。偏好关系与时间约束同时出现在规划求解过程时,会出现一种相互制约,在具有复杂结构和丰富语义的偏好集合基础上开展自动规划时,时态规划问题呈现NP完全特性,为此提出了拆分为多个子问题、子问题的规划解组合为完整规划解的思路。建立了称为单理性目标偏好规划问题的子问题,设计了基于后向链搜索的求解算法,以可接受的计算复杂度获得所有规划解。(4)建立了不一致偏好集合上自动规划求解的实例化辩论框架。基于一般偏好集合开展时态规划问题求解时,为了最大程度地满足偏好集合并获得最大满意度规划解,提出了一种基于实用论据的实例化辩论框架,每个实用论据中由一个计划片段支持一个理性目标偏好,建立了实用论据之间的攻击关系、规划一致性语义,提出了规划一致首选扩展语义,通过一个对话博弈过程获得规划一致首选扩展后,合并规划一致首选扩展中各实用论据的前提即可得到最大满意度规划解。本论文的研究以快速响应卫星的规划问题为背景展开,归纳了一种基于偏好的时态规划问题,从时态规划理论、定性偏好表示、规划问题自动求解等三个层次开展研究,建立了表示体系和基于辩论推理的自动规划算法。证明了其中规划理论和辩论推理的正确性,以及算法的正确性和完备性;建立了原型系统并进行了案例验证,结果表明,问题的表示是合理可行的,算法是正确有效的。本论文的成果为快响卫星服务规划的一般性应用奠定了基础,并为其它基于偏好的自动规划问题求解提供了一种解决框架。