طراحي قانون هدايت بهينة غيرخطي براي اهداف با مانور بالا بر اساس روش معادلات ريكاتي وابسته به حالت

Design of nonlinear optimal guidance law for high maneuver targets based on state dependent Riccati equation

در اين مقاله با استفاده از روش كنترل بهينه معادلات ريكاتي وابسته به حالت، يك قانون هدايت جديد براي موشك بر عليه اهداف با قابليت مانور بالا طراحي شده است. دليل استفاده از روش معادلات ريكاتي وابسته به حالت، عدم نياز اين روش به خطي‌سازي معادلات حاكم بر ديناميك مسئله و ساده‌بودن آن در پياده‌سازي است. هدف از انجام اين تحقيق ارائة قانون هدايتي است كه بتواند نقصان قوانين هدايتي كلاسيك را براي اهداف با مانور بالا جبران كند و همچنين مقايسه‌اي بين قوانين هدايتي كلاسيك ناوبري تناسبي و تعقيب محض با قانون هدايتي ارائه‌شده صورت گيرد. گفتني است معيار بررسي سه قانون مطرح‌شده، مجموع شتاب وارده بر موشك و زمان نهايي مورد نياز براي اصابت به هدف در نظر گرفته شده است. لذا در سه حالت هدف ثابت، هدف متغير با سرعت ثابت و هدف متغير با شتاب (سرعت متغير) و به ازاي شرايط اولية مختلف اين قوانين با هم مقايسه و محدودة كاربردي هر يك مشخص شده است. در پايان با هدف بررسي رفتار قوانين و تعيين وابستگي هر كدام به پارامترهاي مختلف، آناليز حساسيتي به ازاي تغيير در پارامترهاي اساسي صورت انجام شده است.

In this study, a new guidance law for high maneuver targets is designed by using state dependent Riccati equation. The reason of using this equation is: no need to linearization of equations and simplification of implementation. The aim of this research is presenting a guidance law that compensate the depletion of classic guidance laws for high maneuver targets and in the second, the comparison among proportional navigation law, pure pursuit law and new guidance law. It is worth noting that the criterions of analyzing are: total of incoming acceleration and required time for hitting the target. So these laws have been compared for fixed target, moving target with constant speed and moving target with variable speed and for different initial conditions. Finally a sensitivity analysis has been done for investigation of laws behavior.