Revista de Ingeniería Aeronáutica y Aeroespacial
Acceso abierto

abstracto

Soluciones simplex para rutas de vuelo de control óptimo en entornos urbanos

Zollars MD*,Cobb RG,Grymin DJ

Este documento identifica rutas de combate factibles para sistemas de aeronaves pequeñas no tripuladas en un entorno altamente restringido. El software de control óptimo se ha utilizado durante mucho tiempo para la planificación de rutas de vehículos y ha demostrado tener más éxito cuando se presenta una suposición inicial adecuada a un solucionador de control óptimo. Aprovechando las técnicas de animación por computadora, un gran espacio de búsqueda se discretiza en un conjunto de símplex donde se genera una solución de ruta de Dubins y se contiene en un corredor de búsqueda poligonal libre de restricciones de ruta. A continuación, se utilizan métodos de control óptimo directo para determinar la ruta de vuelo óptima a través del corredor de búsqueda recién definido. Se evalúan dos escenarios. El primero se limita únicamente al control de velocidad de rumbo, lo que requiere que el vehículo aéreo mantenga una velocidad constante. El segundo permite un control de velocidad que permite velocidades más lentas, reduciendo el radio de giro mínimo de los vehículos y aumentando el dominio de búsqueda. Los resultados ilustran los beneficios que se obtienen al incluir el control de velocidad en los algoritmos de planificación de rutas mediante la comparación de los tiempos de trayectoria y convergencia, lo que da como resultado un método de solución híbrido confiable para el problema de control óptimo restringido de SUAS.