Estudio sobre la Estrategia de Planeo de Planeadores en Corrientes Térmicas de Ubicación Aleatoria a través del Aprendizaje por Refuerzo
Autores: Cui, Yunxiang; Yan, De; Wan, Zhiqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio sobre la Estrategia de Planeo de Planeadores en Corrientes Térmicas de Ubicación Aleatoria a través del Aprendizaje por Refuerzo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aves en vuelo
Corrientes térmicas ascendentes
Estrategia de vuelo
Planeadores
Aprendizaje por refuerzo
Entorno de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Las aves planeadoras pueden utilizar corrientes térmicas ascendentes en entornos naturales para volar durante largos períodos o distancias. La estrategia de vuelo de las aves planeadoras se puede implementar en planeadores para aumentar su tiempo de vuelo. Actualmente, los estudios sobre estrategias de vuelo en planeo se centran en la naturaleza turbulenta de las corrientes ascendentes, mientras que se descuidan las características aleatorias de su generación y desaparición. Además, la mayoría de las estrategias de vuelo solo se enfocan en utilizar las corrientes ascendentes, descuidando cómo explorarlas. Por lo tanto, en este documento se enfatiza y desarrolla principalmente una estrategia de vuelo completa que busca y utiliza corrientes térmicas ascendentes en ubicaciones aleatorias. Además, a través de la derivación de la dinámica de vuelo y fórmulas relacionadas, se explica el principio de los planeadores para adquirir energía de las corrientes térmicas ascendentes a través de conceptos de energía. Este concepto sienta una base teórica para la investigación sobre estrategias de vuelo en planeo. Además, se adopta el método de aprendizaje por refuerzo y se desarrolla una estrategia de percepción adecuada para planeadores que considera la velocidad vertical del suelo, la tasa de cambio de la velocidad vertical del suelo, el ángulo de rumbo y el cambio del ángulo de rumbo como los principales factores de percepción. Mientras tanto, se entrenó una estrategia de exploración de áreas mediante aprendizaje por refuerzo, y las dos estrategias se combinaron en una estrategia de vuelo completa que busca y utiliza corrientes ascendentes. Finalmente, basado en la guía de la estrategia de planeo, se prueba el vuelo del planeador en el entorno de simulación. Se verifica que la estrategia de planeo mejora significativamente la duración del tiempo de vuelo de los planeadores.
Descripción
Las aves planeadoras pueden utilizar corrientes térmicas ascendentes en entornos naturales para volar durante largos períodos o distancias. La estrategia de vuelo de las aves planeadoras se puede implementar en planeadores para aumentar su tiempo de vuelo. Actualmente, los estudios sobre estrategias de vuelo en planeo se centran en la naturaleza turbulenta de las corrientes ascendentes, mientras que se descuidan las características aleatorias de su generación y desaparición. Además, la mayoría de las estrategias de vuelo solo se enfocan en utilizar las corrientes ascendentes, descuidando cómo explorarlas. Por lo tanto, en este documento se enfatiza y desarrolla principalmente una estrategia de vuelo completa que busca y utiliza corrientes térmicas ascendentes en ubicaciones aleatorias. Además, a través de la derivación de la dinámica de vuelo y fórmulas relacionadas, se explica el principio de los planeadores para adquirir energía de las corrientes térmicas ascendentes a través de conceptos de energía. Este concepto sienta una base teórica para la investigación sobre estrategias de vuelo en planeo. Además, se adopta el método de aprendizaje por refuerzo y se desarrolla una estrategia de percepción adecuada para planeadores que considera la velocidad vertical del suelo, la tasa de cambio de la velocidad vertical del suelo, el ángulo de rumbo y el cambio del ángulo de rumbo como los principales factores de percepción. Mientras tanto, se entrenó una estrategia de exploración de áreas mediante aprendizaje por refuerzo, y las dos estrategias se combinaron en una estrategia de vuelo completa que busca y utiliza corrientes ascendentes. Finalmente, basado en la guía de la estrategia de planeo, se prueba el vuelo del planeador en el entorno de simulación. Se verifica que la estrategia de planeo mejora significativamente la duración del tiempo de vuelo de los planeadores.