Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Планирование полета беспилотного летательного аппарата при мониторинге наземной обстановки в заданном регионе с учетом воздействия бокового ветра

Диссертация: Планирование полета беспилотного летательного аппарата при мониторинге наземной обстановки в заданном регионе с учетом воздействия бокового ветра
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Алгоритму приоритетного выбора подвижных объектов также соответствует эллипс, главная ось которого направлена в упреждающую точку встречи БЛА с объектом, найденную с помощью процедуры прогноза; Разработан и представлен новый подход к построению маршрута БЛА при наблюдении за стационарными и мобильными наземными объектами на основе метода динамического программирования; Разработан метод оценки… Читать ещё >

Планирование полета беспилотного летательного аппарата при мониторинге наземной обстановки в заданном регионе с учетом воздействия бокового ветра (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Анализ существующих алгоритмов планирования полета беспилотных летательных аппаратов и постановка задачи диссертационной работы
    • 1. 1. Обзор существующих методов поиска оптимального маршрута при одиночном полете БЛА
    • 1. 2. Актуальность работы
    • 1. 3. Цель работы
    • 1. 4. Основные положения, выносимые на защиту и их научная новизна, достоверность и практическая ценность
    • 1. 5. Апробация
    • 1. 6. Структура диссертационной работы
  • Глава 2. Применение динамического программирования для маршрутизации облета неподвижных пунктов при мониторинге наземной обстановки в контролируемом регионе
    • 2. 1. Постановка задачи
    • 2. 2. Предложенный подход к решению задачи с помощью динамического программирования
    • 2. 3. Вычисление ординат минимального риска в различных полетных ситуациях
    • 2. 4. Приближенный аналитический синтез функции Беллмана в задаче маршрутизации полета
    • 2. 5. Аппроксимация функции Беллмана и пример работы полученного алгоритма маршрутизации
    • 2. 6. Моделирование облета группы неподвижных объектов
    • 2. 7. Выводы по главе 2
  • Глава 3. Применение динамического программирования для маршрутизации облета мобильных объектов в контролируемом регионе
    • 3. 1. Постановка задачи
    • 3. 2. Предложенный подход к решению задачи с помощью динамического программирования
    • 3. 3. Вычисление ординат минимального риска в различных полетных ситуациях
    • 3. 4. Приближенный аналитический синтез функции Беллмана в задаче маршрутизации полета
    • 3. 5. Аппроксимация функции Беллмана и пример работы полученного алгоритма маршрутизации
    • 3. 6. Моделирование алгоритмов расчета функции штрафа для мобильных объектов
    • 3. 7. Выводы по главе 3. гава 4. Применение фильтра Калмана для оценки параметров бокового тра
    • 4. 1. Оценка вектора состояния беспилотного летательного аппарата
    • 4. 2. Построение фильтра
    • 4. 3. Результаты моделирования
    • 4. 4. Выводы по главе 4. шва 5. Разработка программы для расчета маршрута облета объектов

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Разработан и представлен новый подход к построению маршрута БЛА при наблюдении за стационарными и мобильными наземными объектами на основе метода динамического программирования;

2. Алгоритму приоритетного выбора подвижных объектов также соответствует эллипс, главная ось которого направлена в упреждающую точку встречи БЛА с объектом, найденную с помощью процедуры прогноза;

3. Показана необходимость прогнозирования движения мобильных объектов с помощью дифференциальных уравнений, описывающих это движение, что обеспечивает необходимый поворот области предпочтительного выбора объектов в виде эллипса на нужный угол;

4. Разработан метод оценки угла ветрового сноса, позволяющий учесть его в законе управления БЛА и, тем самым, в значительной степени уменьшить влияние ветра на полет БЛА;

5. Предложена реализация программного комплекса, предназначенного для построения маршрута БЛА на основании данных о самом БЛА и об объектах наблюдения. С использованием данного программного комплекса доказана эффективность разработанных методов планирования маршрута и идентификации ветра.

Полученные результаты были использованы при проведении НИР МАИ для ОАО «НИИ Кулон», что подтверждено актом о внедрении.

Заключение

.

1. M.R. Garey, D.S. Johnson, «Computers and Intractability: A Guide to the Theory of NP Completeness», Freeman, San Francisco, 1979.

2. Г. Н. Лебедев, Ю. С. Гришанин, A.B. Липатов, Г. А. Степаньянц"Теория оптимальных систем", М.: МАИ, 1999.

3. Р. Беллман «Динамическое программирование», М.: ИИЛ, 1960.

4. Г. Н. Лебедев «Методы принятия оперативных решений в задачах управления и контроля», М.: МАИ, 1992.

5. Г. Н. Лебедев и др. «Теория оптимальных систем», М.: МАИ, 1999 г, 317 стр.

6. Л. А. Гладков, В. В. Курейчик, В. М. Курейчик «Генетические алгоритмы: Учебное пособие» — 2-е изд. — М: Физматлит, 2006. — С. 320.

7. Р. Клемент «Генетические алгоритмы: почему они работают? когда их применять?», Компьютерра № 11/1999.

8. К. Bryant, A. Benjamin «Genetic Algorithms and the Traveling Salesman Problem», Harvey Mudd, 2000.

9. Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, P. Ривест, К. Штайн «Алгоритмы: построение и анализ», 2-е изд. М.: «Вильяме», 2006.

10. A.B. Кряжимский, В. Б. Савинов «О задаче коммивояжера с движущимися объектами» — Изв. РАН. Техн. киберн. 1993. — № 4., С. 233−238.

11. E.L. Lawler, J.K. Lenstra, A.H.G. Rinnooy, D.B. Shmoys, «The Traveling Salesman Problem: A Guided Tour of Combinatorial Optimization», Wiley, New York, 1985.

12. M. Budinich. «A Self-Organising Neural Network for the Travelling Salesman Problem that is Competitive with Simulated Annealing», Neural Computation Volume 8, Issue 2 February 15, 1996.

13. R. Gandhi. «Approximate solution for the Traveling Salesman’s Problem Using Continuous Hopfield Network», ECE 559, March 12, 2001.

14. В. Б. Галютин «Планирование маршрута на основе самообучения», Авиакосмическое приборостроение. М.: Научтехлитиздат, 2002 г. № 2, стр. 16−18.

15. В. П. Дьяконов «MATLAB 7.*/R2006/2007. Самоучитель» — М.: «ДМК-Пресс», 2008.

16. Г. Н. Лебедев, А. В. Ефимов «Применение динамического программирования для маршрутизации облета мобильных объектов в контролируемом регионе», Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2011, № 6, С. 234−241.

17. Р. Е. Калман, Р. С. Бьюси. «Новые результаты линейной фильтрации и теории предсказаний», Техническая механика, 1961, № 1, серия D, стр. 123−141.

18. К. Браммер, Г. Зиффлинг «Фильтр Калмана-Бьюси», Пер. с нем. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1982.

19. L. J. Levy, «The Kalman Filter: Navigation’s Integration Workhorse», GPS World, September, 1997.

20. Г. Н. Лебедев, А. В. Ефимов, Д. А. Михайлин «Оценка вектора состояния беспилотного летательного аппарата при наличии в объекте управления нелинейных элементов», Вестник Московского авиационного института, М.: МАИ, 2012, № 1, С. 12−16.

21. G. Reinelt, «The Traveling Salesman: Computational Solutions for TSP Applications», Springer-Verlag, Berlin, 1994.

22. M.S. Grewal, A.P. Andrews, «Kalman Filtering — Theory and Practice Using MATLAB», Wiley, 2001.

23. Jazwinski, H. Andrew, «Stochastic processes and filtering theory», Academic Press, New York, 1970.

24. Я. К. Катковник, P. А. Полуэктов «Многомерные дискретные системы управления», М.: Наука, 1966.

25. С. В. Первачев, А. А. Валуев, В. М. Чиликин «Статистическая динамика радиотехнических следящих систем», М.:"Сов. радио", 1973, 488 с.

26. В. Е. Мосолов, В. Н. Харитонов «Системы автоматического управления угловым движением летательных аппаратов»: Учебное пособие. М.: Изд-воМАИ, 1995.

27. И. В. Остославский «Аэродинамика самолета». Оборонгиз, 1957.

28. В. А. Боднер, «Теория автоматического управления полётом», М., 1964.

29. В. Г. Воробьев, С. В. Кузнецов, «Автоматическое управление полетом самолета». М: Москва, «Транспорт», 1995 г.

30. В. М. Курейчик, Б. К. Лебедев, О. К. Лебедев «Поисковая адаптация: теория и практика» — М: Физмат лит, 2006. — С. 272.

31. Steven S. Skiena. «The Algorithm Design Manual. Second Edition. Springer», 2008.

32. Ю. А. Максимов, E.A. Филлиповская «Алгоритмы решения задач нелинейного программирования» — М.: МИФИ, 1982.

33. Г. Корн, Т. Корн" Справочник по математике для научных работников и инженеров" — М.: Наука, 1970.

34. Т. J. Mueller, J. С. Kellogg, P. G. Ifju, S. V. Shkarayev «Introduction to the Design of Fixed-Wing Micro Air Vehicles Including Three Case Studies». AIAA Education Series. Published by AIAA, © 2007, 300 p.

35. L.J. Lopatoukhin, «Estimation of extreme wind wave heights», Reports of World Meteorological Organization, WMO/TD. 2000. — Vol. 1041 — 76 p.

36. G. Welch, G. Bishop «An Introduction to the Kalman Filter», TR 95−041, Department of Computer Science, University of North Carolina at Chapel Hill. April 5, 2004.

37. S. Arora, «Polynomial time approximation schemes for euclidean TSP and other geometric problems», Proc. IEEE Symp. Foundations of Computer Science, 1996, pp. 2−11.

38. M. Hammar, B.J. Nilsson, «Approximation results for kinetic variants of TSP», Proc. International Colloquium on Automata, Languages, and Programming, 1999, in: Lecture Notes in Comput. Sci., Vol. 1644, 1999, pp. 392−401.

39. E.L. Lawler, J.K. Lenstra, A.H.G. Rinnooy, D.B. Shmoys, «The Traveling Salesman Problem: A Guided Tour of Combinatorial Optimization», Wiley, New York, 1985.

40. R.J.V. Wiel, N.V. Sahinidis, «Heuristic bounds and test problem generation for the time-dependent traveling salesman problem», J. Trans. Sci. 29 (1995) 167−183.

41. D. Hochbaum, editor. «Approximation Algorithms for NP-Hard Problems», PWS Publishing Company, Boston, MA, 1995.

42. G. Rote. «The traveling salesman problem for moving points on a line», Technical Report 232, Technische Universitat Graz, 1992.

43. R. J. Vander Wiel and N. V. Sahinidis «Heuristic bounds and test problem generation for the time-dependent traveling salesman problem», Journal of Transportation Science, 29, p. 167−183, May 1995.

44. A. Blum, S. Chawla, D. R. Karger, T. Lane, A. Meyerson, M. Minko, «Approximation Algorithms for Orienteering and Discounted-Reward TSP», SIAM Journal on Computing, vol. 37, no. 2, pp. 653−670, 2007.

45. C.S. Helving, Gabriel, Alex Zelikovsky, «The Moving-Target Traveling Salesman Problem», Journal of Algorithm, 2003, pp. 153−174.

46. J. Lee, R. Huang, A. Vaughn, X. Xiao, and J. K. Hedrick, «Strategies of Path-Planning for a UAV to Track a Ground Vehicle», Proceedings of the 2nd annual Autonomous Intelligent Networks and Systems Conference, Menlo Park, CA, June 2003.

47. P. Falcone, F. Borrelli, J. Asgari, H. E. Tseng, and D. Hrovat, «A hierarchical model predictive control framework for autonomous vehicles», IEEE American Controls Conference, 2008.

48. T. G. McGee, S. Spry, and J. K. Hedrick, «Optimal path planning in a constant wind with a bounded turning rate», 2006 AIAA Conference on Guidance, Navigation, and Control, 2006.

49. C. E. Miller, A. W. Tucker, and R. A. Zemlin, «Integer programming formulation of traveling salesman problems», Journal of the ACM, vol. 7, no. 4, pp. 326−329, October 1960.

50. J. Osborne and R. Rysdyk, «Waypoint guidance for Small UAVs in wind», AIAA Infotech@Aerospace, Arlington, Virginia, 2005.

51. R. Rysdyk, «Unmanned Aerial Vehicle path following for target observation in wind», Journal of Guidance, Control, and Dynamics, vol. 29, no. 5, pp. 1092−1100, 2006.

52. J. G. Bellingham and K. Rajan. «Robotics in remote and hostile environments. Science, 318(5853), pp. 1098 1102, 16 November 2007.

53. S. Watkins, J. Milbank, and B. J. Loxton, «Atmospheric Winds and the Implications for Microair Vehicles», AIAA Journal, Vol. 44, No. 11, November 2006, pp. 2591−2600.

54. Hoblit, F. M., «Gust Loads on Aircraft: Concepts and Applications», AIAA Education Series, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Reston, Virginia, 1988.

55. B.L. Stevens and F.L. Lewis, «Aircraft Control and Simulation», John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1992.

56. E.A. Morelli, «Airplane Flight Mechanics Stability and Control, Class Notes», December 2000.

57. P. Barnard, «Graphical Techniques for Aircraft Dynamic Model Development», AIAA Modeling and Simulation Technologies Conference and Exhibit, Providence, Rhode Island, Aug. 2004.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!