Algoritmo de Control de Formación de Múltiples UAVs Basado en Alianzas
Autores: Jiang, Yan; Bai, Tingting; Wang, Yin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Algoritmo de Control de Formación de Múltiples UAVs Basado en Alianzas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Control de formación
Tecnología de reconfiguración de formación
Algoritmo de Particionamiento de Feromonas de Colonia de Hormigas
Mecanismo de Competencia de Concentración de Información
Método de Campo Potencial Artificial Mejorado
Enfoque de Lyapunov
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Entre las tecnologías clave del control de formación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en formación líder-seguidor, la tecnología de reconfiguración de formación es un elemento importante para garantizar que múltiples UAV puedan completar con éxito sus misiones en un entorno operativo complejo. Este artículo investiga el problema de la reconfiguración de la formación debido a los requisitos de la misión en el campo de batalla. En primer lugar, en respuesta a los requisitos de la misión, el artículo propone el Algoritmo de Particionamiento de Feromonas de Colonia de Hormigas para subgrupar la formación. En segundo lugar, el artículo establece la alianza para los subgrupos obtenidos. Para el problema de la falta de líder dentro de la alianza formada después de agrupar o reconfigurar, se introduce el Mecanismo de Competencia de Concentración de Información para seleccionar de manera flexible a los líderes de información. Para el problema de la estabilidad de la estructura de la alianza, se diseña la ley de control del método de Campo Potencial Artificial Mejorado, que puede formar de manera efectiva una formación estable para evitar colisiones de UAV en la alianza. En tercer lugar, se emplea el enfoque de Lyapunov para el análisis de convergencia. Finalmente, los resultados de la simulación del control de formación de múltiples UAV muestran que el algoritmo de particionamiento y el mecanismo de competencia propuestos pueden formar una alianza estable, así como abordar la falta de líder en ella, y el campo potencial artificial mejorado diseñado puede evitar efectivamente las colisiones de la alianza y también demostrar el alto rendimiento eficiente del algoritmo en este artículo.
Descripción
Entre las tecnologías clave del control de formación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) en formación líder-seguidor, la tecnología de reconfiguración de formación es un elemento importante para garantizar que múltiples UAV puedan completar con éxito sus misiones en un entorno operativo complejo. Este artículo investiga el problema de la reconfiguración de la formación debido a los requisitos de la misión en el campo de batalla. En primer lugar, en respuesta a los requisitos de la misión, el artículo propone el Algoritmo de Particionamiento de Feromonas de Colonia de Hormigas para subgrupar la formación. En segundo lugar, el artículo establece la alianza para los subgrupos obtenidos. Para el problema de la falta de líder dentro de la alianza formada después de agrupar o reconfigurar, se introduce el Mecanismo de Competencia de Concentración de Información para seleccionar de manera flexible a los líderes de información. Para el problema de la estabilidad de la estructura de la alianza, se diseña la ley de control del método de Campo Potencial Artificial Mejorado, que puede formar de manera efectiva una formación estable para evitar colisiones de UAV en la alianza. En tercer lugar, se emplea el enfoque de Lyapunov para el análisis de convergencia. Finalmente, los resultados de la simulación del control de formación de múltiples UAV muestran que el algoritmo de particionamiento y el mecanismo de competencia propuestos pueden formar una alianza estable, así como abordar la falta de líder en ella, y el campo potencial artificial mejorado diseñado puede evitar efectivamente las colisiones de la alianza y también demostrar el alto rendimiento eficiente del algoritmo en este artículo.