Investigación sobre estrategias de optimización de la llegada cooperativa y el consumo de energía de formaciones de UAV
Autores: Liu, Hao; Chen, Renwen; Yan, Xiaohong; Zhang, Junyi; Nian, Yongjia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre estrategias de optimización de la llegada cooperativa y el consumo de energía de formaciones de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Formación
Vehículos aéreos no tripulados
VANT
Llegada cooperativa
Optimización del consumo de energía
Experimentos de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La operación de formación de vehículos aéreos no tripulados (VANT) es un tema de investigación actual, particularmente en escenarios de misión específicos donde se requiere que las formaciones de VANT lleguen de manera cooperativa a áreas de tarea designadas para satisfacer las necesidades de operaciones coordinadas. Este documento investiga los problemas de llegada cooperativa y optimización del consumo de energía para formaciones de VANT en tales escenarios. Primero, centrándose en los VANT de rotor, se derivan y construyen el modelo de optimización del consumo de energía de vuelo y el modelo de llegada cooperativa. A continuación, para abordar los desafíos en la resolución de estos modelos, las funciones no convexas de múltiples objetivos se transforman en funciones continuas de un solo objetivo, reduciendo así la complejidad computacional. Además, se diseña una estrategia de resolución basada en el método de punto interior estimando los valores iniciales de los parámetros de resolución. Finalmente, los experimentos de simulación validan la viabilidad y efectividad del método propuesto. Los resultados experimentales muestran que al optimizar el consumo de energía de una formación de cinco VANT, el algoritmo converge en solo 16 iteraciones, demostrando su idoneidad para aplicaciones prácticas.
Descripción
La operación de formación de vehículos aéreos no tripulados (VANT) es un tema de investigación actual, particularmente en escenarios de misión específicos donde se requiere que las formaciones de VANT lleguen de manera cooperativa a áreas de tarea designadas para satisfacer las necesidades de operaciones coordinadas. Este documento investiga los problemas de llegada cooperativa y optimización del consumo de energía para formaciones de VANT en tales escenarios. Primero, centrándose en los VANT de rotor, se derivan y construyen el modelo de optimización del consumo de energía de vuelo y el modelo de llegada cooperativa. A continuación, para abordar los desafíos en la resolución de estos modelos, las funciones no convexas de múltiples objetivos se transforman en funciones continuas de un solo objetivo, reduciendo así la complejidad computacional. Además, se diseña una estrategia de resolución basada en el método de punto interior estimando los valores iniciales de los parámetros de resolución. Finalmente, los experimentos de simulación validan la viabilidad y efectividad del método propuesto. Los resultados experimentales muestran que al optimizar el consumo de energía de una formación de cinco VANT, el algoritmo converge en solo 16 iteraciones, demostrando su idoneidad para aplicaciones prácticas.