طراحی چندهدفی مسیر نشست اضطراری یک هواپیما بر اساس پایه‌های حرکتی

این مقاله یک روش کارآمد برای تعیین وزن های توابع هزینه در مسئله بهینه سازی چند هدفی مسیر هواپیما با بال چپ آسیب دیده در حضور موانع ارائه می کند. برای طراحی مسیر بر اساس روش ارائه شده توابع هزینه مختلف شامل دوری از موانع، اندیس ارزش ایمنی و الزامات نشست ایمن مانند موقعیت و جهت باند، سرعت و زاویه گلاید تعریف می شود. برای طراحی مسیر از استراتژی میدان پتانسیل برای تولید مسیر نشست استفاده می شود. الگوریتم طراحی مسیر از پایه های حرکتی هواپیمای آسیب دیده شامل شرایط تریم و مانور بین شرایط تریم برای طراحی مسیر استفاده می کند. در بهینه سازی چند هدفی (چندین تابع هزینه)، توابع هزینه معمولا در تقابل و یا تضاد با یکدیگر هستند که مانع بهینه سازی همزمان از دیدگاه تمامی توابع هزینه می شود. با توجه به تعریف توابع هزینه مختلف برای طراحی مسیر در این مقاله، وزن های بهینه بر اساس آنالیز پرتو و مقایسه دو به دو توابع هزینه نرمالیزه شده استخراج می شود و تابع هزینه کل بر اساس روش جمع وزن دار تعریف می شود. نتایج شبیه سازی موثر بودن روش پیشنهادی برای انتخاب وزن های توابع هزینه در تولید مسیر نشست ایمن را نشان می دهد.

Multi-Objective Emergency Landing Trajectory Design Based on Motion Primitives

This paper presents an efficient approach to determine cost criteria weights in multiobjective optimization (MOO) problem of a left wing damaged airplane trajectory generation in proximity to local terrain. Different cost criteria including terrain avoidance, Safety Value Index (SVI), and safe landing requirements such as touchdown heading and position, airspeed, and glide slope are defined. A potential field strategy is utilized to rapidly generate emergency landing trajectories based on a library of the damaged airplane motion primitives including trim states and transition maneuvers between the trim conditions. For multipleobjective problems, the objectives are generally conflicting, preventing simultaneous optimization of each objective. Considering multiple objectives in trajectory planning in this paper, the optimum weights of each cost function is derived using Pareto analysis and pairwise comparison of normalized costs and the total cost is defined based on weighted sum method. Simulation results demonstrate the effectiveness of weight selection based on the proposed method to autonomously plan safe landing trajectories.