طراحي كنترل‌كننده مود لغزشي با پارامترهاي بهينه براي هدايت سه‌بعدي موشك با استفاده از الگوريتم جستجوي هارموني

Design of a Sliding Mode Controller with Optimal Parameters for Three-Dimensional Guidance Law Using Harmony Search Algorithm

در اين مقاله به طراحي قانون هدايت ناوبري مبتني بر كنترل مود لغزشي با استفاده از الگوريتم جستجوي هارموني براي رديابي هدف داراي مانور در فضاي سه­بعدي پرداخته شده است. علي­رغم كارايي بالاي قوانين هدايت كلاسيك در رديابي هدف بدون مانور، براي مواردي كه نامعيني و اغتشاش، غيرخطي بودن فرايند ديناميكي و مانور هدف وجود داشت، نياز به قانون هدايت ناوبري مقاوم احساس گرديد. از همين رو از روش كنترل مود لغزشي به­عنوان كنترل­كننده­اي مقاوم براي طراحي قانون هدايت موشك در فضاي سه­بعدي استفاده شده است. با كمينه­سازي تابع برازش چند هدفه مجموع وزني فاصله نسبي ميان موشك و هدف و زاويه ياو خط ديد توسط الگوريتم جستجوي هارموني، پارامترهاي مود لغزشي به­طور بهينه تعيين شده­اند. به­منظور نشان دادن كارايي و توانايي روش پيشنهادي، نتايج به­دست­آمده با برخي روش­هاي هدايت و ناوبري از قبيل هدايت ناوبري تناسبي (PNG) و هدايت ناوبري تناسبي الحاقي (APNG) مقايسه شده است. نتايج به­دست­آمده نشان­دهنده بهبود عملكرد و كارايي قانون هدايت مبتني­بر مود لغزشي تنظيم شده نسبت به اين روش­هاي طراحي قانون هدايت مي­باشد.

In this paper, a navigation guidance law is designed based on a sliding mode control and harmony search algorithm to track a maneuvering target in three-dimensional space. Despite the high efficiency of classical guidance laws in target tracking without any maneuvering, in the presence of uncertainty, disturbance, the nonlinearity of dynamic systems and target maneuvering, robust navigation guidance is required. Hence, a sliding mode control method is used for designing three-dimensional robust navigation guidance laws. Besides, parameters of sliding mode control are determined by minimizing multi-objective fitness function, which is the summation of the relative distance between missile-target and yaw angle of the line of sight. To show the effectiveness of the optimal sliding mode method, the simulation results are compared with some other techniques such as Proportional Navigation Guidance (PNG) and Augmented Proportional Navigation Guidance (APNG). It is proved that both the performance and efficiency of the proposed regulated-sliding-mode-based guidance scheme have significantly improved in comparison with these methods.