Estrategias Óptimas de Persecución en la Intercepción de Misiles: Enfoque de Juego de Campo Medio
Autores: Bai, Yu; Zhou, Di; He, Zhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estrategias Óptimas de Persecución en la Intercepción de Misiles: Enfoque de Juego de Campo Medio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Métodos
Interceptación de misiles
Problema de persecución y evasión
Ecuaciones diferenciales estocásticas
Ecuaciones de Hamilton-Jacobi-Bellman
Equilibrio de Nash
Licencia
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Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga métodos de Juegos de Campo Medio para resolver estrategias de interceptación de misiles en un espacio tridimensional, con un enfoque en analizar el problema de persecución-evitación en escenarios de muchos a muchos. Al extender los modelos tradicionales de interceptación de misiles, se propone una solución eficiente para evitar la explosión dimensional y las cargas de comunicación, particularmente para sistemas de múltiples misiles a gran escala. El documento presenta un sistema de ecuaciones diferenciales estocásticas con restricciones de control, describiendo la dinámica de movimiento entre el misil (perseguidor) y el objetivo (evitador), y define la función de costo asociada, considerando distribuciones de grupos de proximidad con otros misiles y objetivos. A continuación, se derivan las ecuaciones de Hamilton-Jacobi-Bellman para los perseguidores y evitadores, y se prueba la unicidad de la solución distributiva. Además, utilizando el marco de equilibrio -Nash, se demuestra que, bajo el modelo MFG, los participantes pueden desviarse de la estrategia óptima dentro de una cierta tolerancia, mientras siguen minimizando el costo. Finalmente, el documento resume el proceso de derivación de la estrategia óptima y prueba que, bajo supuestos razonables, el sistema puede alcanzar un equilibrio estable único, asegurando la estabilidad de las estrategias y distribuciones tanto de los perseguidores como de los evitadores. La investigación proporciona una solución escalable a problemas de control multiagente de alto riesgo, con aplicaciones prácticas significativas, particularmente en campos como los sistemas de defensa de misiles.
Descripción
Este documento investiga métodos de Juegos de Campo Medio para resolver estrategias de interceptación de misiles en un espacio tridimensional, con un enfoque en analizar el problema de persecución-evitación en escenarios de muchos a muchos. Al extender los modelos tradicionales de interceptación de misiles, se propone una solución eficiente para evitar la explosión dimensional y las cargas de comunicación, particularmente para sistemas de múltiples misiles a gran escala. El documento presenta un sistema de ecuaciones diferenciales estocásticas con restricciones de control, describiendo la dinámica de movimiento entre el misil (perseguidor) y el objetivo (evitador), y define la función de costo asociada, considerando distribuciones de grupos de proximidad con otros misiles y objetivos. A continuación, se derivan las ecuaciones de Hamilton-Jacobi-Bellman para los perseguidores y evitadores, y se prueba la unicidad de la solución distributiva. Además, utilizando el marco de equilibrio -Nash, se demuestra que, bajo el modelo MFG, los participantes pueden desviarse de la estrategia óptima dentro de una cierta tolerancia, mientras siguen minimizando el costo. Finalmente, el documento resume el proceso de derivación de la estrategia óptima y prueba que, bajo supuestos razonables, el sistema puede alcanzar un equilibrio estable único, asegurando la estabilidad de las estrategias y distribuciones tanto de los perseguidores como de los evitadores. La investigación proporciona una solución escalable a problemas de control multiagente de alto riesgo, con aplicaciones prácticas significativas, particularmente en campos como los sistemas de defensa de misiles.