ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ СТАНЦИЙ ПОДЗАРЯДКИ ДЛЯ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ГРУППЫ БПЛА МУЛЬТИКОПТЕРНОГО ТИПА
Аннотация
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.
