Учёные разработали метод управления группами беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), который может сделать полёт в строю более плавным, а также снизить энергопотребление и механический износ. Исследование опубликовано в International Journal of Systems, Control and Communications.

Новый подход объединяет нечёткую логику - способ обработки данных, при котором решения принимаются не по жёсткому принципу "да/нет", а с учётом степени уверенности, - и самонастраивающийся ПИД-регулятор. Аббревиатура ПИД расшифровывается как пропорционально-интегрально-дифференциальный: такой регулятор корректирует управляющее воздействие на основе текущей ошибки, накопленной ошибки за прошлое время и скорости её изменения.

Задача координации дронов и сохранения стабильного строя осложняется возмущениями и взаимодействием аппаратов друг с другом. Чтобы описать это, исследователи построили модель, в которой каждый дрон в строю связан с остальными виртуальными пружинами и демпферами. Это математические элементы, которые изображают силы, возвращающие каждый аппарат в нужную точку. Модель позволяет отобразить строй и наблюдать, как он деформируется при разных возмущениях, а затем самостоятельно восстанавливается.

В контроллере нечёткая логика сочетается с ПИД-регулированием, при котором отклик меняется в зависимости от текущей ошибки, накопленной прошлой ошибки и скорости её изменения. Компонент нечёткой логики использует правила для подстройки параметров управления: когда отклонения велики, коррекции становятся сильнее, а по мере стабилизации строя - мягче.

Испытания показали, что метод сделал корректировки полёта дронов более плавными, с меньшим числом резких изменений команд. Более плавные команды могут ограничить износ исполнительных механизмов и снизить энергопотребление в таких задачах, как разведка и наблюдение.

Авторы подчёркивают, что речь идёт о результатах моделирования и испытаний, а не о готовом коммерческом продукте. В работе не указано, когда метод может быть внедрён на практике.

Источник: Tech Xplore