Два подхода к моделированию группового полета беспилотных аппаратов как системы с сосредоточенными и распределенными параметрами

Abstract

При использовании групп БЛА для решения различных задач необходимо формировать управление, обеспечивающее сбор группы с построением требуемой топологии, а также управление каждым БЛА в рамках решения общей задачи и предотвращения столкновений в группе. В работе рассмотрены теоретические и практические особенности моделирования задачи управления большой плотной группой БЛА при выводе ее на различные варианты требуемой топологии с использованием двух возможных подходов. Первый – традиционный – основан на рассмотрении группы БЛА как совокупности отдельных участников (системы с сосредоточенными параметрами), для каждого из которых формируется управление, обеспечивающее как решение общей задачи, так и предотвращение столкновений внутри группы. Второй – предлагаемый – основан на рассмотрении группы БЛА как системы с распределенными параметрами, являющимися функциями времени и пространственных координат. Основой этого может служить рассмотрение задач кинематики и динамики для систем невзаимодействующих близко расположенных частиц. Исследования показали возможность использования предлагаемого подхода. Отмечены его достоинства и недостатки. When using UAV groups to solve various problems, it is necessary to form a management that ensures the collection of the group with the construction of the required topology, as well as the management of each UAV within the framework of solving the general problem and preventing collisions in the group. The paper considers the theoretical and practical features of modeling the problem of controlling a large dense UAV group when it is brought out to various variants of the required topology using two possible approaches. The first - traditional - is based on the consideration of the UAV group as a set of individual participants (a system with lumped parameters), for each of which a control is formed that provides both a solution to the general problem and collision avoidance within the group. The second - proposed - is based on the consideration of the UAV group as a system with distributed parameters that are functions of time and spatial coordinates. The basis of this can serve as a consideration of the problems of kinematics and dynamics for systems of non-interacting closely spaced particles. Studies have shown the possibility of using the proposed approach.