Resumen

Este trabajo estudia el problema de planificación de trayectorias para múltiples aeronaves con restricciones lógicas en forma disyuntiva que surgen al modelar el paso por waypoints, las restricciones de separación basadas en la distancia y el tiempo, los procesos de toma de decisiones, las políticas de resolución de conflictos, las zonas de exclusión aérea o la evitación de obstáculos o tormentas. La aplicación de la separación entre aeronaves, el paso por los waypoints y la evitación de obstáculos es especialmente exigente en términos de esfuerzos de modelización. De hecho, en general, las restricciones de separación requieren la introducción de variables enteras auxiliares en el modelo; para las restricciones de paso, se utiliza un enfoque de control óptimo multifase, y para las restricciones de evitación de obstáculos, se introducen aproximaciones geométricas de los mismos. Las fases múltiples aumentan la complejidad del modelo, y la presencia de variables enteras en el modelo tiene el inconveniente de la complejidad combinatoria del correspondiente problema de control óptimo mixto-integro. En este trabajo se emplea un enfoque de incrustación para transformar las restricciones lógicas en forma disyuntiva en restricciones de desigualdad e igualdad que implican sólo variables auxiliares continuas. De este modo, el problema de control óptimo con restricciones lógicas se convierte en un problema de control óptimo suave que se resuelve mediante técnicas tradicionales, reduciendo así la complejidad computacional para encontrar la solución. La eficacia del planteamiento se demuestra mediante varios experimentos numéricos en los que se calculan las trayectorias óptimas de múltiples aeronaves en rutas de llegada convergentes y de intersección con restricciones de separación basadas en el tiempo, restricciones de separación basadas en la distancia y restricciones operativas.

• Materias:Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Satélites Satélite artificial Meteorología
• Subjects:Aerodynamics Aerospace engineering Satellites Artificial satellites Meteorology
• Palabras claves:problema de control óptimo, restricciones de separación basadas, restricciones lógicas, aeronaves múltiples, forma disyuntiva, enfoque de control óptimo, variable entera auxiliar, varios experimentos numéricos, política de resolución de conflictos, problema de planificación de trayectorias
• Keywords:optimal control problem, based separation constraints, logical constraints, multiple aircraft, disjunctive form, optimal control approach, auxiliary integer variable, several numerical experiment, conflict resolution policy, trajectory planning problem