Методика многокритериального минимакса для конструирования беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа на основе морфологического анализа и теории латентных переменных


Авторы

Ананьев А. В.1*, Кузияров Н. Ф.2, Моисеев С. И.3

1. Воронежский филиал РЭУ им. Г.В. Плеханова, Воронеж, Российская Федерация
2. ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», (филиал, г. Челябинск), Городок-11, 40, Челябинск, 454015, Россия
3. Воронежский государственный технический университет, ВГТУ, Московский проспект, 14, Воронеж, 394026, Россия

*e-mail: Ananyev-Alexandr@yandex.ru

Аннотация

В работе представлена методика многокритериального минимакса для конструирования беспилотных летательных аппаратов (БпЛА), базирующаяся на морфологическом анализе и теории латентных переменных. Проведен анализ существующих подходов к проектированию БпЛА. На основе анализа предложено выделение базовой части функциональных элементов технического устройства, основные характеристики которых должны обеспечить ключевые требования, например, по массе полезной нагрузки. Морфологический анализ формализован алгоритмом, включающим процедуры многокритериального выбора на основе теории латентных переменных. Выделение этапа формирования базовой части конструкции для достижения минимально необходимых требований по основному показателю с последующей максимизацией по множеству параметров всех функциональных узлов предполагает реализацию процедуры «многокритериального минимакса». Реализация многокритериального минимакса позволяет разумно ограничить требования и обеспечить минимально достижимый форм-фактор БпЛА.

Ключевые слова:

морфологический анализ, латентные переменные, алгоритм, проектирование, математическое моделирование, конфигурация

Библиографический список

  1. Ронжин А.Л., Нгуен В.В., Соленая О.Я. Анализ проблем разработки беспилотных летательных манипуляторов и физического взаимодействия БЛА с наземными объектами // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=90439
  2. Каримов А.Х. Особенности проектирования беспилотных авиационных систем нового поколения // Труды МАИ. 2011. № 47. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26769&eng=N
  3. Гоголев А.А. Полунатурное моделирование беспилотных летательных аппаратов типа мультикоптер // Труды МАИ. 2017. № 92. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=77238
  4. Трохов Д.А., Туркин И.К. К вопросу проектирования беспилотного летательного аппарата для решения разведывательных задач на море // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=53735
  5. Гусейнова Р.О., Гумбатов Д.А. Оптимизация концептуальной разработки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2024. № 136. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=180684
  6. Гусейнов О.А., Фатуллаев А.А. Вопросы проектирования узлов электропитания мультикоптеров // Труды МАИ. 2024. № 138. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=182666
  7. Брянский С.А., Визильтер Ю.В. Условные морфологические меры сложности и информативности изображений // Математические методы распознавания образов. 2017. Т. 18. № 1. С. 110-111.
  8. Рубис А.Ю., Лебедев М.А., Визильтер Ю.В., Выголов О.В., Желтов С.Ю. Компаративная фильтрация изображений с использованием монотонных морфологических операторов // Компьютерная оптика. 2018. Т. 42. № 2. С. 306-311. DOI: 10.18287/2412- 6179-2018-42-2-306-311
  9. Рубис А.Ю., Лебедев М.А., Визильтер Ю.В., Выголов О.В. Морфологическая фильтрация изображений на основе взаимного контрастирования // Компьютерная оптика. 2016. Т. 40. № 1. С. 73-79. DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-1-73-79
  10. Визильтер Ю.В., Горбацевич В.С., Вишняков Б.В., Сидякин С.В. Поиск объектов на изображении с использованием морфлетных описаний // Компьютерная оптика. 2017. Т. 41. № 3. С. 406-411. DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-3-406-411
  11. Визильтер Ю.В., Сидякин С.В. Морфологические спектры // Механика, управление и информатика. 2012. № 3 (9). С. 234-241.
  12.  Визильтер Ю.В., Горбацевич В.С., Желтов С.Ю., Рубис А.Ю., Воротников А.В. Морфлеты: новый класс древовидных морфологических описаний формы изображений // Компьютерная оптика. 2015. Т. 39. № 1. С. 101-108. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-1-101-108
  13. Визильтер Ю.В., Горбацевич В.С., Рубис А.Ю., Выголов О.В. Сравнение изображений по форме с использованием диффузной морфологии и диффузной корреляции // Компьютерная оптика. 2015. Т. 39. № 2. С. 265-274. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-2-265-274
  14. Сидякин С.В., Визильтер Ю.В. Морфологические дескрипторы формы бинарных изображений на основе эллиптических структурирующих элементов // Компьютерная оптика. 2014. Т. 38. № 3. С. 511-520. DOI: 10.18287/0134-2452-2014-38-3-511-520
  15. Визильтер Ю.В., Сидякин С.В. Бициклические каркасы двумерных фигур // Механика, управление и информатика. 2012. № 3 (9). С. 258-264.
  16. Визильтер Ю.В., Выголов О.В., Рубис А.Ю. Морфологические коэффициенты корреляции форм изображений для задач комплексирования многоспектральной видеоинформации // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2012. № 3 (93). С. 14-20.
  17. Визильтер Ю.В., Сидякин С.В. Параметрические и морфологические спектры // Компьютерная оптика. 2015. Т. 39. № 1. С. 109-118.
  18. Рубис А.Ю., Выголов О.В., Визильтер Ю.В. Морфологическое комплексирование изображений различных спектральных диапазонов // Механика, управление и информатика. 2012. № 2 (8). С. 143-148.
  19. Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю. Использование проективных морфологий в задачах обнаружения и идентификации объектов на изображениях // Известия РАН. Теория и системы управления. 2009. № 2. С. 125-138.
  20. Визильтер Ю.В. Обобщенная проективная морфология // Компьютерная оптика. 2008. Т. 32. № 4. С. 384-399.
  21. Визильтер Ю.В. Конструирование операторов сегментации и сжатия данных на основе проективных морфологических разложений // Известия РАН. Теория и системы управления. 2009. № 3. С. 89-104.
  22. Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю. Проективные морфологии и их применение в структурном анализе цифровых изображений // Известия РАН. Теория и системы управления. 2008. № 6. С. 113-128.
  23. Зайцева Н.И., Погарская Т.А. Разработка программного комплекса для анализа и оптимизации сборочного процесса в авиастроении // Труды МАИ. 2022. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=167106. DOI: 10.34759/trd-2022-124-23
  24. Бодрышев А.В., Куприков М.Ю. Выбор компоновочного решения при отсутствии явного прототипа с применением коэффициента конкординации // Труды МАИ. 2011. № 47. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26805
  25. Гусейнов А.Б. Методика структурно-параметрического синтеза конструктивно-компоновочного облика беспилотного летательного аппарата // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=28180
  26. Ильин В.Н., Лепехин А.В. Технология автоматизации структурно-параметрического синтеза на основе метода морфологического ящика // Труды МАИ. 2011. № 46. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26008
  27. Азарнова Т.В., Баркалов С.А., Бондаренко Ю.В. и др. Математические методы принятия решений. Классические подходы и их развитие: монография. – Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2024. 205 с.
  28. G2. Аналитика. URL: https://www.g2.com/products/analytica/features
  29. Баркалов С.А., Моисеев С.И., Порядина В.Л. Модели и методы в управлении и экономике с применением информационных технологий. - СПб.: Интермедия, 2017. - 264 c.
  30. Kuzmenko R.V., Moiseev S.I., Stepanov L.V., Sysoeva T.P., Lukin A.N. Modeling the Solution of some Management Problems Using Latent Variables // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 1902, P. 012076. DOI: 10.1088/1742-6596/1902/1/012076
  31. Маслак А.А., Моисеев С.И., Осипов С.А. Сравнительный анализ оценок параметров модели Раша, полученных методами максимального правдоподобия и наименьших квадратов // Проблемы управления. № 5. 2015. С. 58-66.
  32. Rasch G. Probabilistic Models for Some Intelligence and Attainment Tests. Copenhagen, Denmark: Danish Institute for Educational Research, 1960. 160 p. DOI: 10.2307/2287805
  33. Маслак А.А., Моисеев С.И. Модель Раша оценки латентных переменных и ее свойства: монография. - Воронеж: НПЦ «Научная книга», 2016. - 177 с.
  34. Ананьев А.В., Иванников К.С., Моисеев С.И. Методика принятия решений в условиях неопределенности с использованием теории латентных переменных // Системы управления и информационные технологии. 2022. № 2 (88). С. 31-36. DOI: 10.36622/VSTU.2022.88.2.006
  35. Ананьев А.В., Иванников К.С., Моисеев С.И. Применение теории латентных переменных для анализа элементного базиса устройств обработки сигналов на основе метода парных сравнений // Системы управления и информационные технологии. 2022. № 3 (89). С. 35-38.
  36. Баркалов С.А., Ананьев А.В., Иванников К.С., Моисеев С.И. Алгоритм и методы принятия управленческих решений на основе теории латентных переменных в условиях временных ограничений // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2022. Т. 22. № 3. С. 106-116. DOI: 10.14529/ctcr220310


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход