Ley de guía óptima para la evasión de distancia de fallo seguro crítica
Autores: Wang, Chengze; Yan, Jiamin; Lyu, Rui; Liang, Zhuo; Chen, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Ley de guía óptima para la evasión de distancia de fallo seguro crítica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Persecución
Evasión
Zona letal
Teoría del control óptimo
Distancia de fallo segura
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
En escenarios de persecución y evasión, el perseguidor típicamente posee una zona letal. Si el evadido utiliza eficazmente la información perceptual, puede escapar estrechamente de la zona letal mientras minimiza el consumo de energía, evitando así maniobras excesivas y innecesarias. Basándonos en la teoría del control óptimo, proponemos una ley de guía para lograr una evasión de distancia crítica de fallo seguro bajo control acotado. Primero, establecemos la ecuación de estado de fallo sin esfuerzo (ZEM) para el evadido, mientras aproximamos las perturbaciones del perseguidor. A continuación, formulamos un problema de control óptimo con el consumo de energía como función objetivo y el ZEM en el tiempo terminal como restricción terminal. Posteriormente, diseñamos un algoritmo iterativo que combina el método de homotopía y la iteración de Newton para resolver el problema de control óptimo, aplicando el Principio de Máximo de Pontryagin. Los resultados de la simulación indican que el método iterativo diseñado converge de manera efectiva; a través de actualizaciones en línea, la ley de guía propuesta puede lograr con éxito la evasión de distancia crítica de fallo seguro. En comparación con la maniobra programática y la ley de guía del juego diferencial de norma, este enfoque no solo estabiliza las capacidades de evasión del evadido, sino que también reduce significativamente el consumo de energía.
Descripción
En escenarios de persecución y evasión, el perseguidor típicamente posee una zona letal. Si el evadido utiliza eficazmente la información perceptual, puede escapar estrechamente de la zona letal mientras minimiza el consumo de energía, evitando así maniobras excesivas y innecesarias. Basándonos en la teoría del control óptimo, proponemos una ley de guía para lograr una evasión de distancia crítica de fallo seguro bajo control acotado. Primero, establecemos la ecuación de estado de fallo sin esfuerzo (ZEM) para el evadido, mientras aproximamos las perturbaciones del perseguidor. A continuación, formulamos un problema de control óptimo con el consumo de energía como función objetivo y el ZEM en el tiempo terminal como restricción terminal. Posteriormente, diseñamos un algoritmo iterativo que combina el método de homotopía y la iteración de Newton para resolver el problema de control óptimo, aplicando el Principio de Máximo de Pontryagin. Los resultados de la simulación indican que el método iterativo diseñado converge de manera efectiva; a través de actualizaciones en línea, la ley de guía propuesta puede lograr con éxito la evasión de distancia crítica de fallo seguro. En comparación con la maniobra programática y la ley de guía del juego diferencial de norma, este enfoque no solo estabiliza las capacidades de evasión del evadido, sino que también reduce significativamente el consumo de energía.