АППАРАТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ МЕТОД РЕКОНФИГУРАЦИИ ГРУППИРОВКИ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

Аннотация

Рассматриваются подходы и методы управления группировкой подвижных объек- тов, отличающихся возможностью автономного принятия решений о своем статусе в составе группировки. Другая проблема управления такой группировкой – слабые прогноз- ные решения связности пар элементов, их зависимость от единого центра управления. В качестве таких объектов рассматриваются наноспутники, функционирующие в условиях неопределённости внутренней и внешней среды. Цель – обеспечение связности аппаратов группировки за счет децентрализованного изменения структуры. Показано, что методы и алгоритмы динамической реконфигурации группировки подвижных объектов преимущест- венно используют централизованный подход и единый наземный центр управления, что для малой космонавтики нецелесообразно. Рассматривается класс методов управления с использованием методов и технологии обработки знаний (технологии искусственного ин- теллекта), позволяющих выделить и использовать дополнительную информацию о конфи- гурации группировки. Под конфигурацией понимается система-двойка, описывающая со- став и связи между соседними элементами с некоторой количественной оценкой. В ста- тье рассматривается конфигурация связности элементов для обеспечения непрерывной передачи данных между парой произвольных элементов группировки. Предлагаемый метод реконфигурации является иерархическим: на верхнем уровне реконфигурация основана на принципах самоорганизации, на нижнем уровне группировка понимается как адаптивная система, изменяющая свое состояние на основе обученной нейронной сети по историче- ским данным – временным рядам параметров аппаратов и их местоположения. Метод представляет собой двухуровневый цикл опроса каждым элементом группировки своих соседей и составлении карты сети. Эта карта сети отражает имеющиеся связи с уче- том текущих паромеров каждого аппарата. Второй (вложенный) цикл опроса использует управляющую информацию о будущем состоянии аппарата и связности группировки, в целом. Внесение изменений в экземпляры карты сети каждым аппаратом и обновление экземпляров карты сети позволяет по завершении циклов опроса получить конфигурацию работоспособных аппаратов. Результаты сравнительного анализа показали, что методы управления на принципах самоорганизации и адаптивного изменения структуры являются наиболее подходящими для динамической реконфигурации группировки за счет поддержки шагов прогнозирования.