Registration Number
0825U001486, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
25-06-2025
popup.evolution
o
Title
Autonomous Power Supply Systems for Continuous Surveillance Complexes Based on Unmanned Aerial Vehicles
Author
Andrii Los,
popup.head Olexander A. Veligorsky
popup.opponent Andrii V. Hnatov
popup.opponent Kateryna Klen
popup.review Serhii A. Stepenko
popup.review Volodymyr P. Vojtenko
popup.rada
Chernihiv Polytechnic National University
Description
Лось А. М. Автономні системи електроживлення комплексів безперервного спостереження на базі безпілотних літальних апаратів – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. Національний університет «Чернігівська політехніка», Чернігів, 2025.
Дисертаційна робота присвячена розробленню підходів до оптимізації енергетичного балансу комплексу безперервного спостереження на базі безпілотних літальних апаратів (дронів).
У результаті проведених досліджень вперше розроблено комплексний підхід до оцінки параметрів системи спостереження на базі дронів, який враховує енергоспоживання дронів, технології акумуляторних батарей, та баланс роботи системи збереження та генерації електроенергії. Основний акцент зроблено на створенні нових моделей, методів і алгоритмів, які забезпечують розробку стабільної, і надійної системи безпосереднього спостереження у різних експлуатаційних умовах.
Отримані такі наукові та практичні результати:
1. Розроблено нову концептуальну модель системи електрозабезпечення комплексів спостереження на основі безпілотних літальних апаратів, її діаграму станів та переходів між ними, які описують взаємодію між всіма елементами системи.
2. Вдосконалено методику вибору технології акумуляторних батарей для наземної частини на основі комплексного критерію оптимальності, яка на відміну від існуючих є двоетапною та враховує експлуатаційні, технічні, та економічні вимоги, встановлено, що для такого застосування акумулятори на основі літієво-нікелево-марганцево-оксидної та літієво-нікелево-кобальтово-алюмінієво-оксидної технологій є найкращими.
3. Вдосконалено математичну модель ємності акумуляторної батареї, яка на відміну від існуючих враховує зміну температури та атмосферного тиску на основі технічних даних, отриманих від підприємства-виробника, що дозволяє врахувати зміну ємності акумуляторної батареї безпілотного літального апарату під час польоту та уточнити тривалість польоту дрона.
4. Вперше розроблено математичні моделі та методику оцінки енергоспоживання окремої секції системи спостереження, яка дозволила врахувати енергетичні обмеження, параметри зони спостереження, та визначити оптимальну кількість дронів, необхідних для забезпечення безперервного спостереження.
5. Для запропонованої нової концептуальної моделі системи електрозабезпечення комплексів спостереження на основі безпілотних літальних апаратів запропоновано вдосконалену методику визначення її енергетичних параметрів, яка на відміну від існуючих враховує обмеження, що накладаються параметрами зони спостереження, та безперервністю процесу спостереження. Використання запропонованої методики на основі зазначених параметрів, а також технічних показників дронів, ККД перетворювачів, мінімального часу автономної роботи та координат розміщення комплексу дозволило визначити параметри системи накопичення енергії та номінальну потужність фотоелектричних перетворювачів, які забезпечуватимуть автономну роботу та безперервне спостереження по всьому периметру зони.
Розроблені моделі та методики мають практичне значення для проєктування, і вдосконалення систем спостереження у сферах безпеки, пошуково-рятувальних завдань, сільського господарства, та інших. Отримані результати дозволяють оптимізувати систему електроживлення, кількість необхідних дронів, та розширити основні можливості таких систем.
Registration Date
2025-05-05
popup.nrat_date
2025-05-05 / 2026-07-01
