هدایت تناسبی با ضریب ناوبری متغیر بر حسب زاویه بردار سرعت نسبی با خط دید و نرخ آن

جلالی نائینی, سید حمید; عربیان آرانی, علی

doi:10.30699/jsst.2020.1180

نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

¹ عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

² دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

https://doi.org/10.30699/jsst.2020.1180

چکیده

در تحقیق حاضر، عملکرد قانون هدایت تناسبی حقیقی با پروفیل‌های مختلف ضریب ناوبری متغیر برحسب زاویه بین بردار سرعت نسبی و خط‌‌دید در حالت خطای سمت اولیه و هدف با مانور ثابت بررسی شده‌است. از آنجایی که انتخاب پروفیل مناسب در حالت خطای سمت اولیه و مانور ثابت هدف، تقریباً عکس یکدیگر شده-است، یک ضریب ناوبری متغیر تابعی از دو پارامتر زاویة مذکور و نرخ آن ارائه شده‌است. به این طریق فاصله خطا، بطور نمونه برای ضریب ناوبری 4، برای دو قله نخست نمودار فاصله خطای بی‌بعد برحسب زمان بی‌بعد کاهش می‌یابد. تحلیل حاضر با استفاده از معادلات بی‌بعد در مختصات قطبی برای دو سیستم کنترل ایده‌ال و دوجمله‌ای مرتبه 5 بدون شتاب اشباع انجام شده‌است. به لحاظ کاربردی، نتایج به ازای ضرایب ناوبری 3 تا 5 تنظیم شده‌است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20084560.1399.13.2.1.3

عنوان مقاله [English]

Proportional Navigation Guidance with Variable Navigation Ratio in terms of the angle of relative velocity with respect to Line-of-Sight and its Rate

نویسندگان [English]

S. Hamid Jalali-Naieni ¹
Ali Arabian Arani ²

¹ Faculty of Mechanical Engineering Tarbiat Modares University.Tehran.IRAN

² Dept of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University.Tehran.IRAN

چکیده [English]

In the present work, the performance of True Proportional Navigation (TPN) with different profiles for effective navigation ratio in terms of the relative velocity angle with respect to line-of-sight is investigated due to initial heading errors and target maneuvers. Since an appropriate profile of effective navigation ratio for heading error is almost in contrary with the appropriate profile for maneuvering targets, a variable effective navigation ratio in terms of the relative velocity angle and its rate is introduced. In this way, the miss distance (MD) for the first two peaks of the normalized MD graph versus normalized final time, for example under an effective navigation ratio of 4, is reduced together. The analysis is carried out using normalized equations in polar coordinates for perfect and binomial fifth-order control systems without acceleration limit. Due to practical consideration, the effective navigation ratio is tuned and limited between 3 and 5.

کلیدواژه‌ها [English]

proportional navigation
variable navigation ratio
miss distance

مراجع

[1] Zarchan, P., Tactical and Strategic Missile Guidance, Sixth ed., Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 239, AIAA, 2012.

[2] Ben-Asher, J.Z., Yaesh, I., Advances in Missile Guidance Theory, Progress in Astronautics and Aeronautics, 180, American Institute of Astronautics Aeronautics, Inc., Washington, DC, 1998.

[3] Shneydor, N.A., Missile Guidance and Pursuit: Kinematics, Dynamics, and Control, 1^st Edition, Horwood Series in Engineering Science, 1998.

[4] Fleeman, E.L., Missile Design and System Engineering, second edition, AIAA Education Series, 2012.

[5] Balakrishnan, S.N., Tsourdos, A. and White, B.A., Advances in Missile Guidance, Control, and Estimation, Taylor & Francis Group, 2013.

[6] Jalali-Naini, S.H., “Generalized Solution for Proportional Navigation Guidance,” 10^th Annual (Intenational) Mechanic Engineering Conference, ISME2002, Tehran, May 2002.

[7] Maklouf, O., Saleh Basha, Eljubrani, A., “Performance Evaluation of Proportional Navigation Homing Guidance Law,” 5th Intenational Conference on Control Engineering&Information Technology, Vol. 33, 2017, pp. 14-18.

[8] Boord, W.J., Hoffman, J.B, Air and Missile Defense Systems Engineering, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2016.

[9] Biggers, E.L., “Air-to-Air Missile Guidance and Control,” Unpublished Technical Memorandumce, 1996.

[10] Jalali-Naini, S. H., A New Guidance Law for Homing Missiles, MS Thesis, Faculty of Engineering, University of Tehran, Aug. 1996 (in Persian)

[11] Yanushevsky, R.T., and Boord, W.J., “New Approach to Guidance Law Design,” AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 28, No. 1, 2005, pp. 162-166.

[12] Yanushevsky, R., Modern Missile Guidance, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, 2008.

[13] Yanushevsky, R.T., “Concerning Lyapunov-based guidance,” AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 29, No. 2, 2006, pp. 509-511.

[14] Jalali-Naini, S.H., “Miss Distance Analysis of Proportional Navigation Using Normalized Equations with Radome Effect, Saturation, and Body Rate Feedback,” Journal of Aeronautical Engineering, Vol. 14, No 1, 2012, pp. 1-11 (in Persian).

[15] Yuan, P.-J., Chern, J.-S., “Solutions of True Proportional Navigation for Maneuvering and Nonmaneuvering Targets,” AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 15, No. 1, 1992, pp. 268-271.

علوم و فناوری فضایی

هدایت تناسبی با ضریب ناوبری متغیر بر حسب زاویه بردار سرعت نسبی با خط دید و نرخ آن

مراجع

مراجع

دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 43
تیر 1399
صفحه 1-12

هدایت تناسبی با ضریب ناوبری متغیر بر حسب زاویه بردار سرعت نسبی با خط دید و نرخ آن

مراجع

مراجع

دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 43تیر 1399صفحه 1-12

دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 43
تیر 1399
صفحه 1-12