logo móvil
Contáctanos

Investigación sobre la Asignación Cooperativa de Objetivos de Decisión-Control Integrada para Sistemas No Tripulados de Dominio Cruzado Basada en un Marco de Optimización Bi-Nivel

Autores: Zheng, Aoyu; Liang, Xiaolong; Zhang, Zhiyang; Xiao, Yuyan; Zhang, Jiaqiang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2026

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2026

Investigación sobre la Asignación Cooperativa de Objetivos de Decisión-Control Integrada para Sistemas No Tripulados de Dominio Cruzado Basada en un Marco de Optimización Bi-Nivel


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Desafíos
Asignación de tareas cooperativas
Restricciones cinemáticas
Marco de optimización
Enjambre no tripulado
Algoritmo genético

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Abordando los desafíos prevalentes en los métodos actuales de asignación de tareas cooperativas para enjambres no tripulados de dominio cruzado, como la desconexión entre los procesos de toma de decisiones y ejecución, y la inadecuada incorporación de las restricciones cinemáticas de la plataforma, este estudio introduce un enfoque integrado de asignación de tareas cooperativas de decisión-control basado en un marco de optimización de dos niveles. El marco propuesto formula un modelo de programación de dos niveles que acopla estrechamente la asignación de tareas de nivel superior con el control óptimo de nivel inferior. El modelo de nivel superior tiene como objetivo minimizar el tiempo máximo de finalización de tareas optimizando la asignación y las secuencias de visita de diversos tipos de objetivos a través de plataformas no tripuladas heterogéneas. El modelo de nivel inferior, dado las secuencias de tareas del nivel superior, aborda un problema de control óptimo de tiempo mínimo basado en un modelo cinemático no lineal integral. Este enfoque permite un cálculo preciso de los tiempos de ejecución de tareas, que se retroalimentan a la capa de toma de decisiones, estableciendo así un mecanismo de optimización en bucle cerrado. Para resolver este modelo complejo de manera eficiente, el nivel inferior emplea la transformación de planitud diferencial para eliminar funciones trigonométricas en las ecuaciones cinemáticas y discretiza el problema de control óptimo en tiempo continuo en un problema de programación no lineal a través del método pseudospectral de Radau. Para la optimización combinatoria de nivel superior, se desarrolla un algoritmo genético mejorado, integrando codificación híbrida, preservación de elitismo de archivo dual, estrategias adaptativas de cruce y mutación, y búsqueda local periódica. Los resultados de simulación demuestran que, en comparación con los métodos de asignación tradicionales basados en la distancia euclidiana, el enfoque propuesto genera trayectorias cinemáticamente viables y suaves, teniendo en cuenta a fondo las restricciones cinemáticas de las plataformas heterogéneas, demostrando así su efectividad y superioridad en la mejora del rendimiento integral de la misión de enjambres no tripulados de dominio cruzado.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro