Resumen

El control del movimiento de los sistemas electromecánicos todavía juega un papel muy importante en una amplia área de los sistemas de armas. Los sistemas de control modernos no sólo utilizan los datos de varios sensores, sino también los parámetros de estado del sistema controlado. El artículo explora la influencia de la topología del espacio de estado en la identificación de los parámetros de un sistema electromecánico real y sencillo basado en el método de optimización de los enjambres de partículas (PSO). Se utilizaron cuatro modelos matemáticos diferentes pero equivalentes de segundo orden para crear diferentes espacios de estado de los parámetros del sistema. Se aplicó una recomendación general para la configuración del método PSO y dos herramientas de programa independientes para evaluar la búsqueda del espacio de estado por el método PSO. Las simulaciones de PSO se centraron en espacios de estado estrechos y amplios alrededor del mínimo global de la función de aptitud. Se ha introducido un enfoque novedoso para establecer las posiciones iniciales de los agentes del método PSO, ya que la distribución uniforme aleatoria tradicional fracasó cuando se utilizaron espacios de estado amplios.

1. Introducción

Con el aumento de la potencia de las computadoras, los métodos de optimización estocástica se hicieron muy populares. Uno de los primeros métodos que se implementaron fue el Método de Optimización de los Enjambres de Partículas (PSO). A pesar de que se introdujeron muchos otros métodos, el método PSO sigue siendo uno de los mejores métodos [1, 2].

Muchos autores han introducido diversas modificaciones del método PSO, ya sea para mejorar el método PSO en sí mismo o para fusionar el método PSO con otros métodos de optimización, recientemente, por ejemplo, [3 - 6].

En este artículo se propone la hipótesis de que la distribución uniforme aleatoria tradicional utilizada para las posiciones iniciales de los agentes del método PSO puede fallar dentro de un espacio de estado considerablemente amplio. La idea se aplica en espacios de estado diferentes pero comparables para evaluar la influencia de la topología del espacio de estado en el comportamiento del método PSO. La transformación mutua de los espacios de estado también se considera como base para las simulaciones avanzadas.

La modelización del enjambre que se mueve a través de un espacio de estado se representa mediante un conjunto de ecuaciones simples, la Ec. (1), (2). Cada paso de la simulación es seguido por el cálculo de las funciones de aptitud y el informe de las buenas y mejores posiciones de los agentes.

v _k+1 =c₁v_k +r₂ c₂(x_p-x_k)+r₃c₃(x_s-x_k),                  (1)

x_k+1=x_k+vk₊₁.                            (2)

• Materias:Simulación por computadores digitales Control automático Armamento Tecnología electromecánica
• Subjects:Digital computer simulation Automatic control Weapons Electromechanical technology
• Palabras claves:Estimación de parámetros, optimización de enjambre de partículas, identificación del sistema.
• Keywords:Parameter estimation, particle swarm optimization, system identification.