Planificación de Trayectorias Basada en Redes Neuronales para UAVs de Ala Fija con Restricciones en el Ángulo de Inclinación Terminal
Autores: Xu, Qian; Wu, Fanchen; Chen, Zheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Planificación de Trayectorias Basada en Redes Neuronales para UAVs de Ala Fija con Restricciones en el Ángulo de Inclinación Terminal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Red neuronal
Planificación de trayectorias
UAVs de ala fija
Control óptimo
Principio de Máximo de Pontryagin
Restricción del ángulo de inclinación terminal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este documento presenta un método de planificación de trayectorias basado en redes neuronales para UAVs de ala fija bajo restricciones de ángulo de inclinación terminal. El problema de planificación de trayectorias óptimas no lineales se formula primero como un problema de control óptimo. Las condiciones necesarias derivadas del Principio de Máximo de Pontryagin se establecen luego para convertir las trayectorias extremales en las soluciones de un sistema parametrizado. Además, se presenta una condición suficiente para garantizar que la solución obtenida sea al menos localmente óptima. Al propagar simplemente el sistema parametrizado, se puede construir un conjunto de datos de entrenamiento que comprende trayectorias al menos localmente óptimas. Luego, se entrena una red neuronal para generar el comando de control óptimo no lineal en tiempo real. Finalmente, ejemplos numéricos demuestran que el método propuesto garantiza de manera robusta la generación de trayectorias óptimas en tiempo real mientras se satisface la restricción de ángulo de inclinación terminal prescrita.
Descripción
Este documento presenta un método de planificación de trayectorias basado en redes neuronales para UAVs de ala fija bajo restricciones de ángulo de inclinación terminal. El problema de planificación de trayectorias óptimas no lineales se formula primero como un problema de control óptimo. Las condiciones necesarias derivadas del Principio de Máximo de Pontryagin se establecen luego para convertir las trayectorias extremales en las soluciones de un sistema parametrizado. Además, se presenta una condición suficiente para garantizar que la solución obtenida sea al menos localmente óptima. Al propagar simplemente el sistema parametrizado, se puede construir un conjunto de datos de entrenamiento que comprende trayectorias al menos localmente óptimas. Luego, se entrena una red neuronal para generar el comando de control óptimo no lineal en tiempo real. Finalmente, ejemplos numéricos demuestran que el método propuesto garantiza de manera robusta la generación de trayectorias óptimas en tiempo real mientras se satisface la restricción de ángulo de inclinación terminal prescrita.