Placing on-board equipment in the fuselage space of an unmanned aerial vehicle using a genetic algorithm
Authors: Гайнутдинов Р.Р. , Чермошенцев С.Ф. 
Published: July 2024

Современный этап развития беспилотных авиационных комплексов характеризуется широким внедрением автоматизированных и интеллектуальных электронных систем. Одним из наиболее сложных и ответственных этапов разработки беспилотных летательных аппаратов является определение оптимальных мест размещения бортового оборудования в пространстве фюзеляжа. Для решения этой задачи в работе предложен подход для определения оптимальных мест инсталляции бортового оборудования в пространстве фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Подход основан на применении генетического алгоритма. Сформулирована содержательная и математическая постановка задачи по определению оптимальных мест инсталляции бортового оборудования в пространстве фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Разработаны критерии и ограничения. В качестве критериев оптимизации в первую очередь рассматриваются критерии электромагнитной совместимости, которые характеризуются минимизацией чувствительности бортового оборудования над уровнем напряженности электромагнитного поля в местах инсталляции бортового оборудования, а также ограничение на превышение порогового уровня восприимчивости бортового оборудования над электромагнитной обстановкой, сложившейся в результате электромагнитных воздействий или взаимодействий. Дополнительно рассматриваются критерии по минимизации общей взвешенной длины кабельных соединений, и ограничивается максимальная грузоподъемность отсеков фюзеляжа беспилотного летательного аппарата. Разработан план инсталляции бортового оборудования в пространстве фюзеляжа с использованием разработанной программы, реализующей генетический алгоритм.

The current stage of unmanned aircraft system development is characterized by the widespread introduction of automated and intelligent electronic systems. One of the most difficult and critical stages in the development of unmanned aerial vehicles is determining the optimal locations for placing on-board equipment in the fuselage space. To solve this problem, the approach for determining the optimal installation locations for on-board equipment in the fuselage space of an unmanned aerial vehicle is proposed. The approach is based on the use of a genetic algorithm. A meaningful and mathematical formulation of the problem of determining the optimal installation locations for on-board equipment in the fuselage space of an unmanned aerial vehicle is given. Criteria and restrictions have been developed. As optimization criteria, first of all, electromagnetic compatibility criteria are considered, which are characterized by minimizing the sensitivity of on-board equipment above the level of electromagnetic field strength at the installation sites of on-board equipment, as well as limiting the excess of the threshold level of susceptibility of on-board equipment over the electromagnetic environment resulting from electromagnetic influences or interactions. Additionally, criteria for minimizing the total weighted length of cable connections are considered, and the maximum load-carrying capacity of the fuselage compartments of an unmanned aerial vehicle is limited. The plan has been developed for the installation of on-board equipment in the fuselage space using a developed program that implements a genetic algorithm.