
Formulation of the problem in general. In a dynamic tactical (operational) environment and with active opposition from the enemy, the effective functioning of a control system for a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles is impossible without an adaptive and stable control system. Managing such a system involves coordinating the actions of uncrewed aerial vehicles, maintaining network topology, ensuring communication quality, and responding to changing conditions. The object of the study is the process of managing the functioning of a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles, built based on the interaction of a set of autonomous aerial platforms that ensure the collective performance of assigned tasks. The article's purpose is to develop methodological foundations for synthesising a control system for a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles to ensure the performance of tactical and operational tasks by the Armed Forces of Ukraine. Research methods. A set of theoretical and applied research methods was used to prepare the article, particularly analysis, synthesis, generalisation, and a systematic approach. The analysis method was used to study the structure, functional features, and architecture of control systems for a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles. The synthesis method made it possible to build a generalised model of the control system synthesis and determine its primary functions, tasks, principles, and architectural options. The systematic approach provided a comprehensive view of the interaction of functional subsystems – communication, navigation, diagnostic, and executive—in a changing environment and under enemy influence. In addition, the study considers modern technological solutions, particularly the use of decentralised algorithms, artificial intelligence, and self-organised networks, which ensure survivability, scalability, and adaptability. Literature review. After analysing the publications of leading researchers in the field of unmanned aerial vehicle control systems, it was determined that there are no systematic works in the available sources that reflect the complexity and phased approach to solving the problem of synthesising a control system for a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles. Research results. The article discusses key aspects of the synthesis and functioning of control systems for groups (swarms) of uncrewed aerial vehicles. It examines the topic's relevance, analyses the latest achievements in this field, and describes in detail the sequence of synthesis stages: analysis of initial data, principles of control system design, its architecture, main functions, models, and control algorithms. A classification of unmanned aerial vehicle group (swarm) control tasks is presented, covering their division by stages, objects of influence, purpose, functional purpose, architecture, and mathematical formulation. The methodological foundations for synthesising a control system for swarms (groups) of uncrewed aerial vehicles have been developed, considering the architectures of interaction models. Particular attention is paid to decentralised models of interaction and coordination of unmanned aerial vehicle actions. An approach has been proposed that comprehensively reflects the structure of the unmanned aerial vehicle swarm control process. The prospects for the development and application of such systems have been identified. Research novelty. The paper presents the first methodological framework for synthesising an unmanned aerial vehicle swarm control system that combines the capabilities of centralised, decentralised, and hybrid architectures. This approach allows for a systematic representation of the control process structure and ensures a targeted selection of appropriate models and methods at each level of the system's operation. Theoretical and practical significance. The article defines the methodological foundations for synthesising a control system formed by a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles, which makes it possible to create an effective intelligent control system for military purposes. The main synthesis stages are highlighted, and the goals, functions, and control tasks are formulated, providing a structured basis for building adaptive and scalable control systems in combat conditions. The practical significance of the results obtained lies in the possibility of creating, based on the proposed methodological approaches, control algorithms for their implementation in software and hardware complexes for organising the work of unmanned aerial vehicle swarms, which will increase their stability, scalability, and effectiveness in military operations at all levels. A promising direction for further research is the integration of artificial intelligence algorithms into a multi-agent control system for a group (swarm) of uncrewed aerial vehicles to increase their level of autonomy and adaptability. Conclusion and future work. The proposed approach makes it possible to comprehensively reflect the structure of the unmanned aerial vehicle swarm management process, ensure the coordination of all swarm elements, and create conditions for improving the effectiveness of tactical and operational tasks in the dynamic conditions of modern combat operations. A crucial direction for future research involves further implementing artificial intelligence algorithms within the multi-agent control system for unmanned aerial vehicle groups (swarms). This integration promises to enhance the capabilities of these systems significantly.
В умовах динамічної тактичної (оперативної) обстановки та активної протидії з боку противника ефективне функціонування системи управління групою (роєм) безпілотних літальних апаратів неможливе без наявності адаптивної та стійкої системи управління. Процес управління такою системою передбачає координацію дій безпілотних літальних апаратів, підтримання мережевої топології, забезпечення якості зв’язку та реагування на зміну умов. Об’єктом дослідження є процес управління функціонуванням групи (рою) безпілотних літальних апаратів, побудованої на основі взаємодії сукупності автономних повітряних платформ, що забезпечують колективне виконання поставлених завдань. Метою статті є розроблення методологічних основ синтезу системи управління групою (роєм) безпілотних літальних апаратів для забезпечення виконання тактичних, оперативних завдань Силами оборони України. Методи дослідження. У процесі підготовки статті використано сукупність теоретичних і прикладних методів дослідження, зокрема, аналізу, синтезу, узагальнення та системного підходу. Метод аналізу було застосовано для вивчення структури, функціональних особливостей та архітектури систем управління групою (роєм) безпілотних літальних апаратів. Метод синтезу дав змогу побудувати узагальнену модель синтезу системи управління, визначити її основні функції, завдання, принципи та архітектурні варіанти. Системний підхід забезпечив комплексний розгляд взаємодії функціональних підсистем – комунікаційної, навігаційної, діагностичної, виконавчої – в умовах змінного середовища та впливу противника. Крім того, у дослідженні враховано сучасні технологічні рішення, зокрема, використання децентралізованих алгоритмів, штучного інтелекту та самоорганізованих мереж, які забезпечують живучість, масштабованість та адаптивність. Отримані результати дослідження. У статті розглядаються основні аспекти синтезу та функціонування систем управління групою (роєм) безпілотних літальних апаратів. Обговорюється актуальність теми, аналізуються останні досягнення в зазначеній області, а також докладно описується послідовність етапів синтезу: аналіз вихідних даних, принципи побудови системи управління, її архітектура, основні функції, моделі та алгоритми управління. Наведено класифікацію завдань управління групою (роєм) безпілотних літальних апаратів, що охоплює їх поділ за етапами, об’єктами впливу, метою, функціональним призначенням, архітектурою та математичною постановкою. Розроблено методологічні основи синтезу системи управління групами (роями) безпілотних літальних апаратів з урахуванням архітектур моделей взаємодії. Особлива увага надається децентралізованим моделям взаємодії та координації дій безпілотних літальних апаратів. Запропоновано підхід, що комплексно відображає структуру процесу управління роєм безпілотних літальних апаратів. Визначені перспективи розвитку та застосування таких систем. Елементи наукової новизни. У роботі вперше розроблено методологічні засади синтезу системи управління групами (роями) безпілотних літальних апаратів, що поєднують можливості централізованих, децентралізованих та гібридних архітектур. Такий підхід дає змогу системно відобразити структуру процесу управління та забезпечити цілеспрямований вибір відповідних моделей і методів на кожному рівні функціонування системи. Теоретична й практична значущість викладеного у статті. У статті визначено методологічні засади синтезу системи управління, сформованими групою (роєм) безпілотних літальних апаратів, що дає змогу створити ефективну інтелектуальну систему управління військового призначення. Виокремлено основні етапи синтезу, сформульовано цілі, функції та завдання управління, що забезпечує структуровану основу для побудови адаптивних і масштабованих систем управління в умовах бойових дій. Практичне значення одержаних результатів зводиться до можливостей створення, на основі запропонованих методологічних підходів, алгоритмів управління для їх впровадження у програмно-апаратні комплекси для організації роботи роїв безпілотних літальних апаратів, що дасть змогу підвищити їхню стійкість, масштабованість та ефективність у військових операціях на всіх рівнях. Перспективним напрямом подальших досліджень є інтеграція алгоритмів штучного інтелекту в багатоагентну систему управління групою (роєм) безпілотних літальних апаратів з метою розширення рівня автономності та адаптивності.
autonomous control, coordination, група (рій), swarm control system, безпілотний літальний апарат, координація, система управління роєм, group (swarm) of uncrewed aerial vehicles, автономне управління
autonomous control, coordination, група (рій), swarm control system, безпілотний літальний апарат, координація, система управління роєм, group (swarm) of uncrewed aerial vehicles, автономне управління
| selected citations These citations are derived from selected sources. This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | 0 | |
| popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network. | Average | |
| influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | Average | |
| impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network. | Average |
