Планирование поиска отделяющихся частей ракеты-носителя с помощью группы беспилотных летательных аппаратов
Авторы: Гончаренко В.И., Лебедев Г.Н., Михайлин Д.А.
Опубликовано в выпуске: #12(108)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-12-2040
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Рассмотрены процессы обслуживания особого класса мобильных объектов, графики которых либо заданы, либо требуют предварительного назначения, чтобы обслужить эти объекты «в нужное время и в нужном месте». Поставленная задача планирования полета группы летательных аппаратов решена с помощью непрерывной формы динамического программирования, согласно которой условию оптимальности соответствует уравнение Беллмана в частных производных. Предложен оригинальный подход к решению задачи предполетного и оперативного планирования действий группы беспилотных летательных аппаратов на основе генетического алгоритма. Принципиальным отличием решаемой задачи от известной задачи коммивояжера является учет требуемого графика обслуживания. Разработанный инструмент автоматизации планирования позволяет повысить оперативность мероприятий по обнаружению отделяющихся частей ракет-носителей с помощью группы беспилотных летательных аппаратов. Показано, что разработанный генетический алгоритм эффективнее алгоритмов, основанных не только на одно- и двухпараметрическом критериях, но даже и на трехпараметрическом критерии.
Литература
[1] Районы падения. Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры. URL: http://www.russian.space/298/ (дата обращения 22.11.2019).
[2] Поиск отработавших ступеней ракет с помощью беспилотников ZALA. Группа компаний ZALA AERO. URL: http://zala.aero/poisk-otrabotavshix-stupenej-raket-s-pomoshhyu-bespilotnikov-zala/ (дата обращения 22.11.2019).
[3] Костылев Г.М., Ожигова А.В., Шатров Я.Т. Логистическая модель построения комплекса средств эксплуатации районов падения отделяющихся частей ракет-носителей. Общероссийский научно-технический журнал «Полет», 2014, № 8, с. 31–38.
[4] Работы в районе падения отделяющихся частей ракеты-носителя продолжаются в Якутии: Вчера с космодрома «Восточный» Амурской области совершен пуск ракеты-носителя «Союз-2». YakutiaMedia. URL: https://yakutiamedia.ru/news/774746/2018 (дата обращения 22.11.2019).
[5] Соллогуб А.В. Скобелев П.О., Симонова Е.В., Царев А.В., Степанов М.Е., Жиляев А.А. Интеллектуальная система распределенного управления групповыми операциями кластера малоразмерных космических аппаратов в задачах дистанционного зондирования Земли. Информационно-управляющие системы, 2013, № 1, с. 16–26.
[6] Заплетин М.П., Жакыпов А.Т. Планирование миссии космического аппарата дистанционного зондирования Земли на основе открытых исходных данных. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 6 (90). http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-6-1892
[7] Грумондз В.Т., Карпежников Е.И., Полищук М.А. Групповое применение беспилотных планирующих летательных аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, вып. 11. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2017-11-1702
[8] Лебедев Г.Н., Ефимов А.В., Мирзоян Л.А. Метод маршрутизации облета неподвижных объектов при мониторинге наземной обстановки на основе динамического программирования. Мехатроника, автоматизация, управление, 2012, № 1, с. 63–70.
[9] Lebedev G., Goncharenko V., Mikhaylin D., Rumakina A. Aircraft group coordinated flight route optimization using branch-and-bound procedure in resolving the problem of environmental monitoring. 2017 Seminar on Systems Analysis. Moscow, Russia, February 14–15, 2017. ITM Web of Conferences, 2017, vol. 10. https://doi.org/10.1051/itmconf/20171001003
[10] Аллилуева Н.В., Руденко Э.М. Математический метод расчета целевой функции на графах и решение задачи маршрутизации. Труды МАИ, 2017, вып. 96, с. 1–29. URL: http://trudymai.ru/upload/iblock/9c1/Allilueva_Rudenko_rus.pdf?lang=ru&issue=96
[11] Zadeh S.M., Powers D., Sammut K., Lammas A., Yazdani A.M. Optimal Route Planning with Prioritized Task Scheduling for AUV Missions. IEEE International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors, 2016, 8 p. URL: https://arxiv.org/abs/1604.03303 (дата обращения 28.12.2019).
[12] Darrah M.A., Niland W.M., Stolarik B.M., Walp L.E. Increased UAV task assignment performance through parallelized genetic algorithms. Proceedings of Infotech@Aerospace Conference, Rohnert Park, CA, 2007, pp. 1–10. URL: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a461621.pdf (дата обращения 02.12.2018).
[13] Лебедев Г.Н., Гончаренко В.И., Румакина А.В. Модификация метода ветвей и границ для двумерной маршрутизации координированного полета группы летательных аппаратов. Мехатроника, автоматизация, управления, 2016, том. 17, № 11, с. 783–791.
[14] Гончаренко В.И., Лебедев Г.Н., Михайлин Д.А. Задача оперативной двумерной маршрутизации группового полета беспилотных летательных аппаратов. Известия РАН. Теория и системы управления, 2019, № 1, с. 153–165. DOI: 10.1134/S0002338819010074
[15] Лебедев Г.Н., Гончаренко В.И., Царева О.Ю., Михайлин Д.А. Выбор множества приоритетных наземных объектов наблюдения с помощью беспилотных летательных аппаратов и маршрутизация их полета. Вестник компьютерных и информационных технологий, 2019, № 2, с. 3–12.