Диссертация (Планирование маршрута полета легкого беспилотного летательного аппарата с учетом действия ветра), страница 2

PDF-файл Диссертация (Планирование маршрута полета легкого беспилотного летательного аппарата с учетом действия ветра), страница 2 Технические науки (25352): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Планирование маршрута полета легкого беспилотного летательного аппарата с учетом действия ветра) - PDF, страница 2 (25352) - СтудИзба2019-03-12СтудИзба

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Планирование маршрута полета легкого беспилотного летательного аппарата с учетом действия ветра". PDF-файл из архива "Планирование маршрута полета легкого беспилотного летательного аппарата с учетом действия ветра", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 2 страницы из PDF

В этомотношении этап полета по маршруту является одним из наиболее перспективных.В то же время организация автоматического планирования маршрута полета наэтапе предполетной подготовки повышает требования к соответствующемуматематическому и программно-алгоритмическому обеспечению. То, что задачапланирования маршрута должна решаться на этапе предполетной подготовкиозначает, что она решается в условиях ограниченных вычислительных ивременных ресурсов. Это обстоятельство предъявляет дополнительные требованияксоответствующемуматематическомуипрограммно-алгоритмическомуобеспечению, разрабатываемому для решения задач маршрутизации полета.Задача планирования маршрута полета актуальна для БПЛА любых типов.Однако в данной работе рассматриваются так называемые легкие БПЛА.

Основнойособенностью таких аппаратов является то, что на этапе маршрутного полета дляних существенным является воздействие ветра, поскольку их воздушная скоростьсопоставима со скоростями ветра, при которых допускается эксплуатация такихаппаратов.8Актуальность темы диссертационной работы обусловлена тем, что решениезадачи предполетной маршрутизации является важным этапом подготовки полетабеспилотныхлетательныхаппаратов,непосредственновлияющимнаэффективность их целевого применения. Кроме того, разработка алгоритмовпредполетной маршрутизации играет существенную роль в повышении уровняавтоматизации управления целевым функционированием БПЛА, ведущего, вконечном итоге, к повышению надежности беспилотного информационногокомплекса за счет уменьшения влияния «человеческого фактора».

Разработкаметодик и алгоритмов оптимальной маршрутизации полета легких БПЛА, а такжесоздание программно-алгоритмического обеспечения, реализующего указанныеметодики и алгоритмы, позволит в перспективе создать прототип программногокомплекса, потребляющий аппаратные ресурсы, доступные в компактной,переносной реализации, и обеспечивающий эффективную работу операторов,обслуживающих легкие БПЛА.Таким образом, диссертационная работа посвящена решению актуальнойтехническойзадачипланированияразработкимаршрутаполетаметодиклегкогопредполетногоБПЛАсоптимальногоучетомограничений,обусловленных техническими характеристиками аппарата, с учетом действия ветрав зоне полета.Объект исследования.

В диссертационной работе в качестве объектаисследования рассмотрен легкий беспилотный летательный аппарат.Предмет исследования. Методика планирования маршрута полета легкогоБПЛА является предметом исследования в данной диссертационной работе.Целью работы являетсяпрограммно-алгоритмическогомаршрутаполетаэффективности.легкогоразработкаобеспеченияБПЛАвметодик и реализующего ихпланированияинтересахповышенияоптимальногоего целевой9Для достижения поставленной цели решены следующие научно-техническиезадачи: Предложен единый подход к математической формализации ирешению задач оптимального планирования маршрута полета легкогоБПЛА на основе аппарата булева линейного программирования; Разработаны методики оптимального планирования как разомкнутых,так и замкнутых маршрутов полета легкого БПЛА с возможностьюучета ограничения на время полета как для равноценных, так инеравноценных маршрутных точек; Разработано программно-алгоритмическое обеспечение оптимальногопланирования маршрута полета легкого БПЛА; Разработан программный комплекс оптимального планированиямаршрута полета легкого БПЛА.Методы исследования.

В диссертационной работе основными являютсяметодысистемногоанализа,исследованияопераций,булевалинейногопрограммирования и многокритериальной оптимизации.Научная новизна результатов диссертационной работы заключается вследующем:1. Показано, что разомкнутые наискорейшие маршруты облетазаданныхточек не обладают свойствами, присущими замкнутым маршрутам. В частности,для разомкнутых наискорейших маршрутов в отличии от замкнутых можетнаблюдаться эффект уменьшения времени полета по наискорейшему маршруту сростом скорости ветра.2. Предложен единый подход к математической формализации различныхпостановок задач планирования оптимального маршрута полета легкого БПЛА наосновеаппаратабулевалинейногопрограммированияспоследующимиспользованием при получении решения эффективной в вычислительном планепроцедуры итеративного исключения «подциклов».103.

Предложен и решен ряд новых постановок задач планирования маршрутовполета легких БПЛА, предусматривающих использование разомкнутых маршрутовполета с возможностью выбора точки старта и (или) финиша.4. Предложена методика, позволяющая с учетом действия ветра в зоне полетанаходить множество маршрутов легкого БПЛА, каждый из которых связываетмаксимальновозможноеколичествоизвестнымобразомрасположенныхравноценных точек, с учетом ограничения на продолжительность полета, а такжепринадлежащийэтомумножествупредусматриваетпоследовательноенаискорейшийрешениедвухмаршрут.определеннымМетодикаобразомсоставленных, связанных между собой задач булева линейного программирования.5. Предложена методика, позволяющая с учетом действия ветра в зоне полетанаходить множество маршрутов легкого БПЛА, каждый из которых с учетомограничения на продолжительность полета связывает такое подмножествоизвестным образом расположенных неравноценных точек, что эффект от ихвключения в маршрут является максимальным.

Методика также предусматриваетсужение найденного множества оптимальных решений путем нахождения паретооптимального множества маршрутов. При этом в качестве дополнительныхпоказателей эффективности используется фактическое время полета по маршрутуи количество точек в него входящих.6.Проведенанализнескольких разработанных авторомвариантовпрограммно-алгоритмического обеспечения оптимальной маршрутизации полеталегкого БПЛА в поле постоянного ветра. На основе анализа полученных оценокбыстродействия, требующегося объема оперативной памяти и предельныхразмеров устойчиво решаемых задачбыло продемонстрировано преимуществопрограммно-алгоритмического обеспечения, в котором используются процедурапоследовательного исключения подциклов и функция cplexbilp пакета CPLEX.7.

Предложены принципы построения, а также соответствующий импрограммный комплекс решения задач планирования полета легких БПЛА.11Особенностью разработанного программного комплекса является его открытаяархитектура,атакженаличиебыстродействующегопрограммногоядра,использующего функцию cplexbilp пакета CPLEX, и специализированногопериферийного программного обеспечения, обеспечивающего работу ядра.Практическаязначимостьрезультатовисследования.Результаты,полученные в диссертационной работе, могут быть востребованы как приэксплуатации легких БПЛА, так и при создании перспективных образцов такихаппаратов.

В частности, разработанные методики и программно-алгоритмическоеобеспечение могут использоваться для:1. Предполетного планирования оптимальных маршрутов облета заданныхсвоим положением точек с учетом действия в зоне полета, что обеспечит экономиюэнергетических ресурсов аппарата и повысит оперативность решения целевойзадачи в том числе с учетом ограничений на время полета и возможнойнеравноценностью включения различных точек в маршрут.2.

Моделирования оптимального маршрутного полета с учетом действияветра в зоне полета, ограничения на время полета и неравноценности маршрутныхточек для замкнутых и разомкнутых маршрутов в интересах оценки эффективностицелевого функционирования существующих и перспективных БПЛА.3. Разработки макета программного комплекса оптимального оперативногоуправления маршрутным полетом легкого БПЛА.Результаты диссертационной работы внедрены и используются в учебномпроцессе кафедры «Системный анализ и управление» МАИ.

По материалам ирезультатам проведенных при выполнении диссертационной работы исследованийподготовлено учебно-методическое пособие «Оптимальная маршрутизация полеталегких беспилотных ЛА: Методические разработки для проведения групповыхпрактических занятий магистров по дисциплине «Научный семинар по динамикеполета и управлению аэрокосмическими системами». - М.: Кафедра 604 МАИ,2017. Данное пособие предназначено для обучения магистров по программе12«Динамика полета и управление аэрокосмическими системами» в рамкахнаправления 24.04.03 «Баллистика и гидроаэродинамика».Достоверность и обоснованность научных положений и полученныхрезультатов обеспечивается корректным использованием математических методов,а также четкой формулировкой допущений и условий, в рамках которыхпроводились расчеты и были получены основные результаты.Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту.1.

Методика математической формализации и решения задачи планированиямаршрута полета легкого БПЛА с использованием эффективной в вычислительномплане процедуры итеративного исключения «подциклов».2. Методика нахождения маршрута облета максимального количестваравноценных точек за минимальное время, не превосходящее допустимое, с учетомвоздействия на БПЛА постоянного ветрового поля.3. Методика нахождения множества маршрутов облета неравноценных точекс учетом ограничения на время полета и воздействия на БПЛА постоянноговетрового поля, а также его сужения с использованием дополнительныхпоказателей эффективности.4. Программный комплекс планирования маршрута полета легких БПЛА,имеющий открытую архитектуру и оснащенный дружественным графическиминтерфейсом.Апробация работы и публикации.

Результаты диссертационной работыдокладывались и получили одобрение на:- Научных семинарах кафедры «Системный анализ и управление» Московскогоавиационного института;- 13-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика - 2014» (г.Москва, МАИ, 18-21 ноября 2014г.);13- 20-ой Международной научной конференции «Системный анализ, управлениеи навигация» (г. Евпатория, Крым, 28 июня - 5 июля 2015г.)- 14-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика - 2015» (г.Москва, МАИ, 16-20 ноября 2015г.);- 42-ой Международной молодежной научной конференции «Гагаринскиечтения – 2016» (г. Москва, МАИ, 12-15 апреля 2016г.);- 15-ой Международной конференции «Авиация и космонавтика - 2016» (г.Москва, МАИ, 14-18 ноября 2016г.);- 43-ой Международной молодежной научной конференции «Гагаринскиечтения – 2017» (г.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее