Сравнение децентрализованной, централизованной и гибридной структур взаимодействия для гетерогенной группы беспилотных летательных аппаратов
Автор: Муслимов Т.З.
Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy
Рубрика: Методы оптимизации и теория управления
Статья в выпуске: 2 (71) т.17, 2026 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается концепция гетерогенной (разнородной) или полиморфной взаимодействующей группы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА или дронов) для оценки перспектив дальнейшего построения роевой системы на основе такого подхода. Исследуются несколько вариантов структуры взаимодействия между отдельными БПЛА в составе группы: децентрализованная, централизованная и гибридная архитектуры. На основе моделирования полета формации БПЛА проведен анализ эффективности управления в соответствии с несколькими метриками. В результате выявлены преимущества и недостатки каждого из изучаемых вариантов структуры взаимодействия в гетерогенной группе БПЛА. Исследование проведено на основе компьютерного моделирования полета с реалистичной динамикой отдельных летательных аппаратов. Рассмотрено влияние временных задержек в каналах связи на качество работы системы управления группой. По итогам моделирования получены значения количественных метрик, отражающие эффективность системы группового управления гетерогенной формацией БПЛА, и выполнен их анализ. Приведены графики параметров полета, которые позволяют сделать выводы о влиянии структуры взаимодействия на поведение отдельных летательных аппаратов в процессе их функционирования. Автономные гетерогенные группы и рои БПЛА являются перспективным направлением для исследований, которое привлекает все больше внимания. Такие системы обладают существенными преимуществами по сравнению с однородными по составу группами БПЛА. Статья содержит анализ влияния разных вариантов структуры взаимодействия на работу системы управления гетерогенной группой БПЛА и динамику полета такой формации. Результаты исследования могут быть полезны для оценки возможных способов практической реализации гетерогенного автономного роя БПЛА.
Рой дронов, стайное управление, управление роем, групповая робототехника, строй БПЛА, разнородная группа роботов, устойчивость системы по входу-состоянию
Короткий адрес: https://sciup.org/143186011
IDR: 143186011 | УДК: 007.52+681.51 | DOI: 10.25209/2079-3316-2026-17-2-3-82
Comparison of decentralized, centralized, and hybrid interaction structures for a heterogeneous team of unmanned aerial vehicles
The article discusses the concept of a heterogeneous or polymorphic interacting team of unmanned aerial vehicles (UAVs or drones) to assess the potential for further development of a swarm system based on this approach. Several options for the structure of interaction between individual UAVs in a group are explored: decentralized, centralized, and hybrid architectures. An analysis of control efficiency was based on flight simulations of a UAV formation in accordance with several metrics. As a result, the advantages and disadvantages of each of the studied options for the structure of interaction in a heterogeneous UAV team were identified. The study was conducted using computer flight simulation with realistic dynamics of individual vehicles. The influence of time delays in communication channels on the quality of the cooperative control system was also considered. The simulation results yielded quantitative metrics reflecting the performance of the coordinated control system for a heterogeneous UAV formation, which were then analyzed. Flight parameter graphs are also provided, allowing conclusions to be drawn about the influence of the interaction structure on the behavior of individual vehicles during operation. Autonomous heterogeneous groups and swarms of UAVs are a promising area of research that is attracting increasing attention. Such systems have significant advantages over homogeneous UAV teams. This article presents an analysis of the influence of different interaction structure options on the operation of the control system of a heterogeneous UAV group and the flight dynamics of such a formation. The results of the study may be useful for evaluating possible ways of practical implementation of a heterogeneous autonomous UAV swarm.
