Una guía de cooperación temporal para vehículos multi-hipersónicos basada en una red LSTM y un método mejorado de campo potencial artificial
Autores: Song, Jia; Xu, Xiaowei; Tong, Xindi; Zhao, Kai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una guía de cooperación temporal para vehículos multi-hipersónicos basada en una red LSTM y un método mejorado de campo potencial artificial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tiempo
Cooperación
Orientación
Vehículos hipersónicos
Red LSTM
Campo potencial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La guía de cooperación temporal es una tecnología clave que puede aumentar significativamente la tasa de éxito de las misiones de vuelo. Sin embargo, es difícil satisfacer todas las estrictas restricciones al diseñar el sistema de guía para múltiples vehículos hipersónicos. Para resolver estos problemas, se propone un marco de cooperación temporal. En este documento, se aplica por primera vez la ley de guía predictora-correctora longitudinal para cumplir simultáneamente con las restricciones terminales y de trayectoria. Para resolver el problema de estimación inexacta del tiempo de vuelo residual, se entrena y adopta una red de memoria a largo y corto plazo (red LSTM) en un módulo de decisión temporal, cuyos insumos se seleccionan como vectores de características de seis dimensiones combinados con las características de la balística secuencial. En el módulo de control temporal, se modifica el método tradicional de campo potencial artificial para manejar el problema de las restricciones de zona de no vuelo. Además, se añade el campo potencial temporal como un nuevo tipo de campo potencial para controlar indirectamente el tiempo de vuelo de los vehículos hipersónicos. Los resultados finales de la simulación muestran que el novedoso campo potencial temporal es compatible con el campo potencial tradicional, lo que puede satisfacer al mismo tiempo las restricciones de zona de no vuelo y de tiempo de vuelo. Mientras tanto, en comparación con otras guías de cooperación temporal, el algoritmo propuesto en este documento tiene un mejor rendimiento en términos de rango ajustable de tiempo.
Descripción
La guía de cooperación temporal es una tecnología clave que puede aumentar significativamente la tasa de éxito de las misiones de vuelo. Sin embargo, es difícil satisfacer todas las estrictas restricciones al diseñar el sistema de guía para múltiples vehículos hipersónicos. Para resolver estos problemas, se propone un marco de cooperación temporal. En este documento, se aplica por primera vez la ley de guía predictora-correctora longitudinal para cumplir simultáneamente con las restricciones terminales y de trayectoria. Para resolver el problema de estimación inexacta del tiempo de vuelo residual, se entrena y adopta una red de memoria a largo y corto plazo (red LSTM) en un módulo de decisión temporal, cuyos insumos se seleccionan como vectores de características de seis dimensiones combinados con las características de la balística secuencial. En el módulo de control temporal, se modifica el método tradicional de campo potencial artificial para manejar el problema de las restricciones de zona de no vuelo. Además, se añade el campo potencial temporal como un nuevo tipo de campo potencial para controlar indirectamente el tiempo de vuelo de los vehículos hipersónicos. Los resultados finales de la simulación muestran que el novedoso campo potencial temporal es compatible con el campo potencial tradicional, lo que puede satisfacer al mismo tiempo las restricciones de zona de no vuelo y de tiempo de vuelo. Mientras tanto, en comparación con otras guías de cooperación temporal, el algoritmo propuesto en este documento tiene un mejor rendimiento en términos de rango ajustable de tiempo.