طراحي هدايت بهينه فاز مياني با استفاده از روش مقيد پيش بين مبتني بر مدل با سيگنال كنترل انتشار يافته در حالت تعميم يافته

Optimal Midcourse Guidance Design Using Constrained Generalized Model Predictive Spread Control Method

در اين مقاله روش پيش بين مبتني بر مدل با سيگنال كنترل انتشاريافته در حالت تعميم يافته به منظور در نظر گرفتن قيود مياني روي مقادير متغيرهاي حالت سيستم و قيد اندازه سيگنال كنترل توسعه داده شده است. با استفاده از اين روش جديد كه در اين مقاله با عنوان روش مقيد پيش بين مبتني بر مدل با سيگنال كنترل انتشار يافته در حالت تعميم يافته ناميده شده است، به دليل استفاده از توابع پايه متعامد و در نتيجه كاهش حجم محاسبات مي توان يك مساله كنترل بهينه زمان محدود و مقيد را به صورت برخط پياده سازي كرد. به منظور ارزيابي كارايي اين روش، در اين مقاله مساله هدايت فازمياني يك موشك پدافندي جهت رسيدن به نقطه ي خاصي از فضاي سه بعدي مدلسازي شده است. قيود مختلفي از جمله قيود سخت و نرم روي مقادير مياني و نهايي متغيرهاي حالت و قيدهاي مختلف روي دامنه فرمان شتاب اعمالي به موشك در بازه هاي زماني متفاوت از مسير در نظر گرفته شده است. در همه موارد در نظر گرفته شده روش ارايه شده در اين مقاله توانسته است فرامين شتاب بهينه را توليد كند به گونه اي كه تمام قيود در نظر گرفته شده براي مسير موشك ارضا شود.

In this paper, generalized model predictive spread control methodis developed to consider the intermediate constraints on system states and system inputs. Because of using the orthogonal basis functions and thus reducing the computational burden, this new method which is named constrained generalized model predictive spread control can be used in online implementation of a finite-time constrained optimal control problem. For demonstrating the performance of the proposed technique, in this paper an interceptor midcourse guidance problem is formulated to reach a desired point in space. Several constraints are considered such as: hard and soft intermediate and terminal constraints on system states and different constraints on input acceleration command to the interceptor in different time intervals of the trajectory. It is shown that in all the above situations, the proposed method could produce the optimal guidance commands such that all the interceptor trajectory constraints are satisfied.