Optimización de la Programación de Salidas Automatizadas para Aeronaves No Tripuladas de Ala Fija y Helicópteros No Tripulados de Transporte Mixto Basados en Plataformas Offshore
Autores: Liu, Zixuan; Han, Wei; Wu, Yu; Su, Xichao; Guo, Fang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización de la Programación de Salidas Automatizadas para Aeronaves No Tripuladas de Ala Fija y Helicópteros No Tripulados de Transporte Mixto Basados en Plataformas Offshore
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aviones navales
Programación de salidas
Modelo de optimización
Algoritmo A*
Helicópteros de portaaviones
Algoritmo de optimización de ballenas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Optimizar la programación de salidas de aeronaves navales es importante para mejorar la eficiencia de las salidas de los grupos de aeronaves navales. También es un vínculo importante para lograr la programación automatizada de los portaaviones. En primer lugar, se construyó una biblioteca de rutas de tránsito en superficie para una sola aeronave. Este documento utilizó el algoritmo A* mejorado y el algoritmo de planificación de rutas de control óptimo para construir la biblioteca de rutas de tránsito entre la posición de estacionamiento en la cubierta y la posición de despegue, o entre posiciones de estacionamiento calentables y no calentables. En segundo lugar, se construyó un modelo de optimización matemática para la programación de salidas de una flota mixta de aeronaves de ala fija y helicópteros de portaaviones. El modelo tomó el tiempo máximo de salida de la flota y el tiempo de rodaje de la flota de aeronaves de ala fija como objetivos de optimización, y consideró el flujo del proceso, las restricciones espaciales y de recursos. En tercer lugar, se diseñó un algoritmo de optimización de ballenas mejorado discretizado (IWOA) para resolver el problema. Para mejorar la capacidad de búsqueda de optimización del algoritmo, discretizamos el algoritmo, optimizamos su método de codificación e introdujimos pre-restricciones, factores de aprendizaje, mejoras de parámetros y reinicio de población. Finalmente, establecimos varios casos y propusimos una nueva estrategia para experimentos de simulación: estas simulaciones verificaron la validez del modelo, el excelente rendimiento de optimización del IWOA y la superioridad de la estrategia de salida. La investigación en este estudio ayudará a implementar la programación automatizada de portaaviones.
Descripción
Optimizar la programación de salidas de aeronaves navales es importante para mejorar la eficiencia de las salidas de los grupos de aeronaves navales. También es un vínculo importante para lograr la programación automatizada de los portaaviones. En primer lugar, se construyó una biblioteca de rutas de tránsito en superficie para una sola aeronave. Este documento utilizó el algoritmo A* mejorado y el algoritmo de planificación de rutas de control óptimo para construir la biblioteca de rutas de tránsito entre la posición de estacionamiento en la cubierta y la posición de despegue, o entre posiciones de estacionamiento calentables y no calentables. En segundo lugar, se construyó un modelo de optimización matemática para la programación de salidas de una flota mixta de aeronaves de ala fija y helicópteros de portaaviones. El modelo tomó el tiempo máximo de salida de la flota y el tiempo de rodaje de la flota de aeronaves de ala fija como objetivos de optimización, y consideró el flujo del proceso, las restricciones espaciales y de recursos. En tercer lugar, se diseñó un algoritmo de optimización de ballenas mejorado discretizado (IWOA) para resolver el problema. Para mejorar la capacidad de búsqueda de optimización del algoritmo, discretizamos el algoritmo, optimizamos su método de codificación e introdujimos pre-restricciones, factores de aprendizaje, mejoras de parámetros y reinicio de población. Finalmente, establecimos varios casos y propusimos una nueva estrategia para experimentos de simulación: estas simulaciones verificaron la validez del modelo, el excelente rendimiento de optimización del IWOA y la superioridad de la estrategia de salida. La investigación en este estudio ayudará a implementar la programación automatizada de portaaviones.