Control Predictivo Distribuido por Modelo Ley de Guía Cooperativa para Múltiples UAVs
Autores: Huang, Hanqiao; Dong, Yue; Cui, Haoran; Zhou, Huan; Du, Bo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control Predictivo Distribuido por Modelo Ley de Guía Cooperativa para Múltiples UAVs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Cooperativa
Ley de guía
Consumo de energía
Algoritmo de estimación de tiempo de llegada
UAVs
Objetivo en maniobra
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Apuntando al problema de múltiples vehículos aéreos no tripulados (VANT) que interceptan cooperativamente un objetivo en maniobra, este artículo propone una ley de guía cooperativa con menor consumo de energía y un nuevo algoritmo de estimación del tiempo de llegada más preciso en el plano bidimensional (2D). En primer lugar, basándose en las ecuaciones de movimiento relativo entre los VANT y el objetivo en el plano 2D, se establecen los modelos de dirección de línea de visión (LOS) y de dirección normal a la LOS. Luego, basándose en la teoría del control predictivo distribuido (DMPC), se diseñan leyes de guía cooperativa DMPC en dos direcciones. Esta ley de guía puede asegurar que todos los VANT intercepten el objetivo en maniobra en el ángulo de LOS esperado al mismo tiempo y reducir el consumo de energía durante el proceso de guía. A continuación, se diseña un nuevo algoritmo de estimación del tiempo de llegada, que puede reducir el error de estimación del tiempo de llegada y mejorar la precisión cooperativa. Finalmente, los resultados de la simulación muestran que la ley de guía cooperativa DMPC reduce el consumo de energía en más del 50% en comparación con otras leyes de guía y el algoritmo de estimación del tiempo de llegada propuesto mejora la precisión en un 200% en comparación con métodos tradicionales.
Descripción
Apuntando al problema de múltiples vehículos aéreos no tripulados (VANT) que interceptan cooperativamente un objetivo en maniobra, este artículo propone una ley de guía cooperativa con menor consumo de energía y un nuevo algoritmo de estimación del tiempo de llegada más preciso en el plano bidimensional (2D). En primer lugar, basándose en las ecuaciones de movimiento relativo entre los VANT y el objetivo en el plano 2D, se establecen los modelos de dirección de línea de visión (LOS) y de dirección normal a la LOS. Luego, basándose en la teoría del control predictivo distribuido (DMPC), se diseñan leyes de guía cooperativa DMPC en dos direcciones. Esta ley de guía puede asegurar que todos los VANT intercepten el objetivo en maniobra en el ángulo de LOS esperado al mismo tiempo y reducir el consumo de energía durante el proceso de guía. A continuación, se diseña un nuevo algoritmo de estimación del tiempo de llegada, que puede reducir el error de estimación del tiempo de llegada y mejorar la precisión cooperativa. Finalmente, los resultados de la simulación muestran que la ley de guía cooperativa DMPC reduce el consumo de energía en más del 50% en comparación con otras leyes de guía y el algoritmo de estimación del tiempo de llegada propuesto mejora la precisión en un 200% en comparación con métodos tradicionales.