ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ СТАНЦИЙ ПОДЗАРЯДКИ ДЛЯ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ГРУППЫ БПЛА МУЛЬТИКОПТЕРНОГО ТИПА
Ключевые слова:
БпЛА, модуль подзарядки, энергетическая эффективность функционирования, критерий качества выполнения миссии, оптимизация, UnityАннотация
В связи с ускоренным ростом объемов использования групп автономно функциони-
рующих беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) в различных средах решение пробле-
мы оптимизации функционирования групп таких аппаратов по критерию минимума за-
трачиваемой энергии является актуальной научной задачей. В настоящей статье развива-
ется новый подход обеспечения энергосбережения группы беспилотных летательных ап-
паратов (БпЛА) за счет использования распределенной системы модулей подзарядки БпЛА,
обеспечивающих необходимую универсальность в обслуживании разных типов аппаратов.
Предполагается, что модули подзарядки установлены на подмножестве станций обслу-
живания, между которыми курсируют БпЛА мультикоптерного типа, выполняя миссию
по развозу грузов. Необходимо определить такие число и непосредственно указанное под-
множество станций обслуживания, снабженных такими модулями, которые бы достав-
ляли оптимум некоторого функционала качества, характеризующего функционирование
группы БпЛА. В статье предлагается в качестве такого функционала отношение числа
БпЛА, успешно отработавших выданные им задания по развозу грузов, к числу станций с
модулями подзарядки. Модель движения БпЛА между пунктами назначения предполагает
учет не только крейсерского режима, но и маневрирования аппарата при взлете и посадке;
также учитывается зависимость скорости расходования энергии от текущих кинемати-
ческих величин аппарата. Предусмотрено падение аппарата в случае расходования им
энергии ниже предельного порогового значения. Разработана упрощенная модель станции
обслуживания с модулем подзарядки (МП), подразумевающим замену разряженных аккуму-
ляторных батарей. Учтен режим ожидания БпЛА в очереди. Для исследования разрабо-
танных алгоритмов планирования движения и выбора оптимального распределения моду-
лей подзарядки по станциям обслуживания создано и апробировано программное обеспече-
ние на базе среды Unity. Гибкость последнего позволяет моделировать различные алго-
ритмы информационных взаимодействий элементов внутри группы БпЛА, группы МП,
а также перекрестных взаимодействий между БпЛА и МП.
