Investigación sobre la Estrategia de Programación Dinámica de Helicópteros No Tripulados de Múltiples Plataformas Basada en un Algoritmo TS Mejorado
Autores: Cong, Jingyu; Han, Wei; Guo, Fang; Wan, Bing; Han, Xiaohua; Li, Changjiu; Su, Xichao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación sobre la Estrategia de Programación Dinámica de Helicópteros No Tripulados de Múltiples Plataformas Basada en un Algoritmo TS Mejorado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Programación dinámica
Helicópteros no tripulados embarcados
Algoritmos de optimización
Modelado integrado
Estrategia de reprogramación
Búsqueda tabu
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En las operaciones anfibias modernas, la programación dinámica de helicópteros no tripulados embarcados enfrenta desafíos que incluyen entornos operativos altamente inciertos, requisitos de misión complejos y variables, y restricciones de recursos estrictas. Para abordar este problema, este documento presenta una solución integrada que abarca modelado, estrategias de programación y algoritmos de optimización. Primero, se desarrolla un Modelo de Programación Dinámica para Actividades de Soporte Operacional Integrado de Helicópteros No Tripulados Embarcados (SUH-DSMIOSA), que integra restricciones temporales de misión, recursos de helicópteros no tripulados heterogéneos y restricciones de recursos de soporte en cubierta para lograr un modelado integrado de tareas operativas y operaciones de soporte. En segundo lugar, se diseña una Estrategia de Reprogramación Adaptativa Consciente de Perturbaciones Multi-Modal (MDAARS), que selecciona de manera adaptativa esquemas de reprogramación específicos al identificar tipos de perturbaciones y establece un sistema de evaluación diferenciado para cuantificar sus efectos. Luego, se propone un algoritmo de Búsqueda Tabú Mejorado (I-TS), que mejora la eficiencia de búsqueda y la calidad de la solución a través del ajuste adaptativo de la longitud tabú, operaciones de vecindario mejoradas y una estrategia de reinicio inteligente. Los resultados muestran que el algoritmo I-TS logró una mejora promedio en la velocidad de convergencia del 40.2% y un aumento en la calidad de la solución del 1.76%. El algoritmo alcanza una eficiencia normalizada de 0.98 en 10 iteraciones y mantiene una excelente estabilidad durante todo el proceso de convergencia. Al enfrentar eventos de perturbación, el algoritmo propuesto reduce la tasa de cambio de misión en un promedio del 20.1% y mejora la tasa de éxito de reprogramación en un 2.8% en comparación con otros algoritmos. Esta investigación proporciona apoyo teórico y vías técnicas para la programación dinámica eficiente de helicópteros no tripulados en operaciones anfibias.
Descripción
En las operaciones anfibias modernas, la programación dinámica de helicópteros no tripulados embarcados enfrenta desafíos que incluyen entornos operativos altamente inciertos, requisitos de misión complejos y variables, y restricciones de recursos estrictas. Para abordar este problema, este documento presenta una solución integrada que abarca modelado, estrategias de programación y algoritmos de optimización. Primero, se desarrolla un Modelo de Programación Dinámica para Actividades de Soporte Operacional Integrado de Helicópteros No Tripulados Embarcados (SUH-DSMIOSA), que integra restricciones temporales de misión, recursos de helicópteros no tripulados heterogéneos y restricciones de recursos de soporte en cubierta para lograr un modelado integrado de tareas operativas y operaciones de soporte. En segundo lugar, se diseña una Estrategia de Reprogramación Adaptativa Consciente de Perturbaciones Multi-Modal (MDAARS), que selecciona de manera adaptativa esquemas de reprogramación específicos al identificar tipos de perturbaciones y establece un sistema de evaluación diferenciado para cuantificar sus efectos. Luego, se propone un algoritmo de Búsqueda Tabú Mejorado (I-TS), que mejora la eficiencia de búsqueda y la calidad de la solución a través del ajuste adaptativo de la longitud tabú, operaciones de vecindario mejoradas y una estrategia de reinicio inteligente. Los resultados muestran que el algoritmo I-TS logró una mejora promedio en la velocidad de convergencia del 40.2% y un aumento en la calidad de la solución del 1.76%. El algoritmo alcanza una eficiencia normalizada de 0.98 en 10 iteraciones y mantiene una excelente estabilidad durante todo el proceso de convergencia. Al enfrentar eventos de perturbación, el algoritmo propuesto reduce la tasa de cambio de misión en un promedio del 20.1% y mejora la tasa de éxito de reprogramación en un 2.8% en comparación con otros algoritmos. Esta investigación proporciona apoyo teórico y vías técnicas para la programación dinámica eficiente de helicópteros no tripulados en operaciones anfibias.