Optimización de trayectoria 3D basada en GA incremental para sistemas de entrega aérea con paracaídas motorizados
Autores: Omar, Hanafy M.; Kassem, Ayman Hamdy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización de trayectoria 3D basada en GA incremental para sistemas de entrega aérea con paracaídas motorizados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Planificación de trayectorias óptimas fuera de línea
Parapentes motorizados
Simulaciones de modelos dinámicos
Algoritmos Genéticos Incrementales
Modelo dinámico de 6 grados de libertad
Eficiencia computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un método de planificación de trayectoria óptima fuera de línea para paracaídas motorizados (PPC) utilizando simulaciones de modelos dinámicos, enfatizando su potencial en aplicaciones como la teledetección y los sistemas de entrega aérea. Se desarrolla un modelo dinámico de seis grados de libertad (6-DOF) del PPC, complementado por una nueva técnica de optimización llamada Algoritmos Genéticos Incrementales (IGA). IGA mejora la eficiencia computacional al aumentar dinámicamente el número de variables solo cuando los objetivos de optimización no se cumplen, eliminando la necesidad de predefinir el conteo de variables de entrada. Este enfoque reduce significativamente el tiempo computacional y el uso de CPU, manteniendo la rentabilidad para la planificación de trayectorias en 3D. El método propuesto fue validado en tres trayectorias bajo diversas restricciones, incluyendo el tiempo, la posición y obstáculos predefinidos. Los resultados demuestran que IGA puede generar efectivamente trayectorias óptimas utilizando un solo parámetro de control (el ángulo de dirección del paracaídas) y un número mínimo de puntos de control, mostrando su practicidad y eficiencia.
Descripción
Este documento presenta un método de planificación de trayectoria óptima fuera de línea para paracaídas motorizados (PPC) utilizando simulaciones de modelos dinámicos, enfatizando su potencial en aplicaciones como la teledetección y los sistemas de entrega aérea. Se desarrolla un modelo dinámico de seis grados de libertad (6-DOF) del PPC, complementado por una nueva técnica de optimización llamada Algoritmos Genéticos Incrementales (IGA). IGA mejora la eficiencia computacional al aumentar dinámicamente el número de variables solo cuando los objetivos de optimización no se cumplen, eliminando la necesidad de predefinir el conteo de variables de entrada. Este enfoque reduce significativamente el tiempo computacional y el uso de CPU, manteniendo la rentabilidad para la planificación de trayectorias en 3D. El método propuesto fue validado en tres trayectorias bajo diversas restricciones, incluyendo el tiempo, la posición y obstáculos predefinidos. Los resultados demuestran que IGA puede generar efectivamente trayectorias óptimas utilizando un solo parámetro de control (el ángulo de dirección del paracaídas) y un número mínimo de puntos de control, mostrando su practicidad y eficiencia.