Colaborative control of UAV swarms for target capture based on intelligent control theory
Autores: Chi, Yuan; Dong, Yijie; Zhang, Lei; Qiu, Zhenyue; Zheng, Xiaoyuan; Li, Zequn
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Colaborative control of UAV swarms for target capture based on intelligent control theory
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Tiempo real
Captura dinámica
UAV
Modelo de juego diferencial
Persecución
Captura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La captura dinámica en tiempo real de un solo objetivo en movimiento es una de las tareas más cruciales y representativas en los problemas de captura de UAV. Este artículo propone una estrategia de captura dinámica en tiempo real de múltiples UAV basada en un modelo de juego diferencial para abordar este desafío. En este artículo, el problema de captura dinámica se divide en dos partes: persecución y captura. Primero, en el problema de persecución-evasión basado en juegos diferenciales, los UAV de captura y el UAV objetivo se tratan como partes adversarias involucradas en un juego. El estado actual de persecución-evasión se modela y analiza de acuerdo con la información ambiental variable, lo que permite a los UAV de captura rastrear rápidamente al UAV objetivo. La solución de equilibrio de Nash en el juego diferencial es óptima para ambas partes en el proceso de persecución-evasión. Luego, se propone un método de control colaborativo de múltiples UAV cerrado y circular para garantizar una distribución uniforme de los UAV de captura alrededor del objetivo, evitando el agrupamiento excesivo y mejorando significativamente la eficiencia de captura. Finalmente, se realizan simulaciones y experimentos de vuelo real en la plataforma RflySim en escenarios típicos para analizar el proceso computacional y verificar la efectividad del método propuesto. Los resultados indican que este enfoque proporciona efectivamente una solución para la captura dinámica de múltiples UAV y logra resultados de captura deseables.
Descripción
La captura dinámica en tiempo real de un solo objetivo en movimiento es una de las tareas más cruciales y representativas en los problemas de captura de UAV. Este artículo propone una estrategia de captura dinámica en tiempo real de múltiples UAV basada en un modelo de juego diferencial para abordar este desafío. En este artículo, el problema de captura dinámica se divide en dos partes: persecución y captura. Primero, en el problema de persecución-evasión basado en juegos diferenciales, los UAV de captura y el UAV objetivo se tratan como partes adversarias involucradas en un juego. El estado actual de persecución-evasión se modela y analiza de acuerdo con la información ambiental variable, lo que permite a los UAV de captura rastrear rápidamente al UAV objetivo. La solución de equilibrio de Nash en el juego diferencial es óptima para ambas partes en el proceso de persecución-evasión. Luego, se propone un método de control colaborativo de múltiples UAV cerrado y circular para garantizar una distribución uniforme de los UAV de captura alrededor del objetivo, evitando el agrupamiento excesivo y mejorando significativamente la eficiencia de captura. Finalmente, se realizan simulaciones y experimentos de vuelo real en la plataforma RflySim en escenarios típicos para analizar el proceso computacional y verificar la efectividad del método propuesto. Los resultados indican que este enfoque proporciona efectivamente una solución para la captura dinámica de múltiples UAV y logra resultados de captura deseables.