هدايت و كنترل توزيع شدة شبكه پهپادها

Guidance and distributed control of the networked UAVs

توانايي كنترل و هدايت پهپادها، به‌عنوان يكي از ابزارهاي مدرن فناوري در ارتباط با سامانه‌هاي هوافضايي، به اولويت‌ مهمي در حوزه پدافند هوايي هر كشوري مبدل شده است. در اين مقاله، گروهي از پهپادهاي شبكه شده كه با هماهنگي يكديگر اهداف مشخصي را دنبال مي‌كنند، در نظر گرفته شده ­اند. پهپادها در حين مأموريت با يكديگر ارتباط برقرار مي‌كنند و به تبادل اطلاعات مهمي مانند سرعت و مكان خود با اعضاي ديگر موجود در شبكه مي‌پردازند. كنترل‌كننده طراحي شده براي اين منظور، به ‌صورت توزيع شده طراحي شده است. با توجه به ماهيت شبكه بودن سامانه، براي پياده كردن ساختار شبكه و همچنين كاهش حجم محاسبات از الگوريتم­ بهينه‌سازي توزيع شده و همچنين از كنترل پيش‌بين استفاده شده است. در اينجا چالش­هايي نظير حفظ آرايش مطلوب، تأخير ارتباطي در شبكه و مصرف بهينة انرژي، براي رسيدن به هدف در حين عمليات مطرح مي­ شوند، كه لازم است كنترل‌كننده طراحي شده با وجود موارد ذكر شده عملكرد مطلوبي داشته باشد. در نهايت براي بررسي و نشان دادن عملكرد مطلوب كنترل‌كننده طراحي شده، شبيه‌سازي‌ها‌يي در نرم‌افزار متلب انجام مي‌شوند. نتايج به ‌دست آمده نشان مي‌دهند كه روش پيشنهادي با وجود چالش‌هاي ذكر شده در سامانه‌هاي شبكه شده، نرخ همگرايي و مقدار قابل تحمل تأخير زماني بهتري نسبت به روش‌هاي مشابه قبلي دارد.

The ability in Unmanned Aerial Vehicle Guidance and Control has become an important priority in the air defense field of any country, as one of the modern tools of technology in aerospace systems. In this paper, a group of networked UAVs are considered that follow closely the same objectives. The UAVs communicate with each other and exchange important information such as their velocities and positions with other members in the network. For this purpose, the controller is designed in a distributed approach. Due to the nature of the system, the distributed optimization algorithm is used to implement the network structure as well as to reduce the volume of computation. There are many challenges in the networked system and its optimal solution, such as maintaining optimal arrangement, communication delay and efficient use of energy. It is necessary that the designed controller holds the appropriate performance in the presence of aforementioned challenges. Finally, simulations are carried out in the Matlab software for investigating the performance of the proposed approach. The results indicate a higher rate of convergence and a more acceptable rate of delay compared to previous methods.