Методика многокритериального эволюционного формирования конфигурации БПЛА FPV-типа на основе прототипа


Авторы

Ананьев А. В.1, 2*, Акимов А. В.3, Кузияров Н. Ф.2, Моисеев С. И.4

1. Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, Стремянный пер., 36, Москва, 117997, Россия
2. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», ВУНЦ ВВС «ВВА», 394064, Воронежская обл., г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, д. 54 а
3. ООО «Радиоизмерения», Казань, Республика Татарстан
4. Воронежский государственный технический университет, ВГТУ, Московский проспект, 14, Воронеж, 394026, Россия

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

Аннотация

Реализация полноценного цикла разработки беспилотного летательного аппарата (БпЛА) требует значительных ресурсов, времени и финансовых вложений. В связи с этим рациональным подходом может стать модернизация существующих моделей путем эволюции от некоторого прототипа с использованием методов многокритериальной оптимизации.
В работе проведен анализ существующих методов конструирования БпЛА. На основе анализа предложено выделение базовой модели (прототипа) БпЛА. Методика включает некоторую конфигурацию с определенными характеристиками, определяющими основные свойства изделия.
Проведен анализ методов многокритериальной оптимизации, учитывающих несколько противоречивых критериев. Выбран метод критериальных ограничений в задаче многокритериальной оптимизации для методики разработки БпЛА с заданными характеристиками, позволяющий получить из многокритериальной задачи однокритериальную с одной целевой функцией, что обеспечивает использование стандартных аналитических и численных методов поиска оптимальных решений. Выбор метода критериальных ограничений также обусловлен тем, что он позволяет задавать жесткие ограничения по каждому критерию, отличающемуся от улучшаемого, что не позволит на множестве Парето-оптимальных решений ухудшить параметры БпЛА ниже допустимых значений. Выделение нескольких основных критериев в процессе реализации метода многокритериальной оптимизации и последовательной оптимизации по каждому из них позволяет максимально приблизить характеристики конфигурации к требуемым значениям. Для практической реализации предложенной авторами идеи в работе сконструирован прототип базовой модели.


Ключевые слова:

формирование БпЛА, конфигурация БпЛА, многокритериальная методика, проектирование, оптимизация, критериальные ограничения

Библиографический список

  1. Ефремов И.С., Страхова А.О., Рыжкова Е.А. К вопросу о разработке конструкции беспилотного летательного аппарата мультироторного типа: сборник научных трудов. - М.: Изд-во Российского государственного университета им. А.Н. Косыгина, 2024. С. 179-186.
  2. 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
  3. Каримов А.Х. Особенности проектирования беспилотных авиационных систем нового поколения // Труды МАИ. 2011. № 47. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26769
  4. Гоголев А.А. Полунатурное моделирование беспилотных летательных аппаратов типа мультикоптер // Труды МАИ. 2017. № 92. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=77238
  5. 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
  6. Гусейнова Р.О., Гумбатов Д.А. Оптимизация концептуальной разработки беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2024. № 136. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=180684
  7. Гусейнов О.А., Фатуллаев А.А. Вопросы проектирования узлов электропитания мультикоптеров // Труды МАИ. 2024. № 138. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=182666
  8. Зайцева Н.И., Погарская Т.А. Разработка программного комплекса для анализа и оптимизации сборочного процесса в авиастроении // Труды МАИ. 2011. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=167106. DOI: 10.34759/trd-2022-124-23
  9. Бодрышев А.В., Куприков М.Ю. Выбор компоновочного решения при отсутствии явного прототипа с применением коэффициента конкордации // Труды МАИ. 2011. № 47. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=26805
  10. Гусейнов А.Б. Методика структурно-параметрического синтеза конструктивно-компоновочного облика беспилотного летательного аппарата // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=28120
  11. 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
  12. Гуткин Л.С. Проектирование радиосистем и радиоустройств: учебное пособие для радиотехнических вузов. – М.: Радио и связь, 1986. – 288 с.
  13. Гуткин Л.С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. – М.: Советское радио, 1975. – 367 с.
  14. Ананьев А.В., Змий Б.Ф., Кащенко Г.А. Модернизация бортовых приемо-передающих систем беспилотных летательных аппаратов на основе эволюционного подхода // Радиотехника. 2016. № 8. С. 46–49.
  15. 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
  16. Маслак А.А., Моисеев С.И., Осипов С.А. Сравнительный анализ оценок параметров модели Раша, полученных методами максимального правдоподобия и наименьших квадратов // Проблемы управления. 2015. № 5. С. 58-66.
  17. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация: теория, вычисления и приложения. – М.: Радио и связь, 1992. – 504 с.
  18. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. – М.: Наука, 1982. – 250 с.
  19. 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.
  20. Хоменюк В.В. Элементы теории многоцелевой оптимизации. – М.: Наука, 1983. – 124 с.
  21. Машунин Ю.К. Методы и модели векторной оптимизации. – М.: Наука, 1986. – 140 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход