طراحی الگوریتم هدایت ترکیبی بهینه سه‌بعدی با استفاده از سوییچ فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران، ایران

2 استادیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر، یک قانون هدایت ترکیبی بهینه جدید مبتنی بر قوانین هدایت کلاسیک و روش فازی توسعه داده شده است. در فاز میانی هدایت از قانون هدایت خط دید بهینه و در فاز نهایی از روش ناوبری تناسبی بهره گرفته شده است. به منظور سوییچ هموار بین دو فاز میانی و نهایی از یک سیستم فازی بهینه توسعه شده است. برای این منظور یک مساله بهینه‌سازی چندمعیاری تشکیل شده و شرایط سوییچ بهینه در شرایط ماموریتی مختلف استخراج شده است. دو روش بهینه‌سازی اکتشافی چندمعیاره موجود برای بهینه‌سازی سوییچ فازی بررسی شده است. یک بانک اطلاعاتی از موقعیت‌های سوییچ بهینه در سناریوهای پروازی مختلف استخراج شده و از طریق آن، برنامه سوییچ بهینه برای کلیه سناریوهای ماموریتی قابل استخراج است. به علاوه، ناحیه ماموریتی پرنده برای اهداف غیرمانوری و مانوری استخراج شده است. از مزایای سیستم هدایت ارائه شده این است که در حضور دینامیک کامل شش درجه آزادی غیرخطی پرنده طراحی شده و عملکرد آن از طریق شبیه‌سازی سناریوهای درگیری مختلف ارزیابی شده است. نتایج حاصله از شبیه‌سازی سناریوهای پروازی مختلف، نشان‌دهنده‌ی عملکرد مطلوب روش ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Tuz Zahra B. F., Islam Rizvi S. T., Ali Shah S. I., Integrated CLOS and PN Guidance for Increased Effectiveness of Surface to Air Missiles, International Workshop on Numerical Modeling in Aerospace Sciences, Bucharest, Romania, 2017.
[2] Taek L. S., and UM T. Y., CLOS+IRTH Composite Guidance, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 33, NO. 4, 1997.
[3] Fang L. C., Optimal Missile Midcourse and Terminal Guidance and Control Law Design, The World's Knowledge in British Library, 1985.
[4] Nobahari H, Pourtakdoust S. H., An optimal-fuzzy two-phase CLOS guidance law design using ant colony optimization, Aeronautical Journal, No. 3113, 2007.
[5] Labeed H, Sadati H, Karimi J, Integrated fuzzy guidance law for high maneuvering targets based on proportional navigation guidance, Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering, Vol. 9, No. 4, 2013.
[6] Labeed H, Sadati H, Karimi J., An optimal fuzzy logic guidance law using particle swarm optimization, International Journal of Computer Applications, Vol. 69, No. 3, May 2013.
[7] Wang T, Tang S, Guo J., Zhang H., Two-Phase Optimal Guidance Law considering Impact Angle Constraint with Bearings-Only Measurements, International Journal of Aerospace Engineering, 2017.
[8] Wan S., Chang X., Li Q, Yan J., Suboptimal Midcourse Guidance with Terminal-Angle Constraint for Hypersonic Target Interception, International Journal of Aerospace Engineering, 2019.
[9] Peter H. Zipfel, Modeling and Simulation of Aerospace Vehicle Dynamics, 1st Edition, AIAA Educational Series, Vol. 23, 2000.
[10] Blakelock J. H., Automatic control of aircraft and missiles, 2nd edition, 1991.
[11] جلال مآب م. م.‏، ارائه یک الگوریتم هدایت بهینهفازی برای یک وسیله پرنده، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، 1390.
[12] Zarchan P., Tactical and Strategic Missile Guidance, AIAA Series, Vol.199, 2002.
[13] Shneydor N., Missile guidance and pursuit: kinematics, dynamics and control, Horwood Publishing, 1998.
[14] Deb. K., Pratap A., Agarwal S., Meyarivan T., A fast and elitist multi-objective genetic algorithm: NSGA-II, IEEE Transactions on Evolutionary Computation, Vol. 6, No. 2, 2002.
[15] Nobahari H., Nikusokhan M, Siarry P., A multi-objective gravitational search algorithm based on non-dominated sorting, International Journal of Swarm Intelligence Research, Vol. 3, No. 3, pp. 32-49, July-September 2012.
[16] Rashedi, E., Nezamabadi, H., Saryazdi, S., GSA: a Gravitational Search Algorithm, Information Sciences, 179 (13) pp. 2232-2243, 2009.
[17] Roskam J., Airplane Flight Dynamics and Automatic Flight Controls, part I, DAR Corporation, 1995.