ÇEŞİTLİ GÜDÜM PROBLEMLERİ İÇİN ORTAK BİR TASARIM METODU

Artan operasyonel gereksinimlerden ötürü, yörünge şekillendirmesine ilişkin çalışmalarda literatürde artış olmuştur. Füze güdümünün ilk ve temel amacı füzeyi hedefe sıfır kaçırma mesafesi ile ya da bunu en aza indirerek hedefe ulaştırmaktır. İkinci ve popüler bir gereksinim ise tanksavar füzeleri ve dik vuruş özelliğine sahip güdümlü mühimmatlar için vuruş açısının kontrolüdür. Yörünge izleme, ya da yol noktası takibi konuları da füze sistemlerinin ilgi alanında olduğu kadar otonom tüm araçlar ile insansız hava araçlarını da ilgilendiren konulardır. Bunlara ilaveten, mesafeli hedef takibi de bu tarz sistemlerde diğer bir araştırma konusudur. Bu makalede, üç problemin güdüm algoritmaları tasarımı açısından ortak bir stratejiye dayanarak çözülebileceği gösterilmektedir. Bunun için oransal seyrüsefer güdüme bir yanlılık terimi eklenerek takip açıklarının bir fonksiyonu olacak şekilde tasarım yapılırken, sabit hedef ile birlikte sanal hedef konsepti de uygulanmıştır. Önerilen güdüm kanunu varış zamanı ya da gidilecek mesafe kestirimine ihtiyaç duymaz. Tasarımın performansı, vuruş açısı, yörünge takibi ve mesafeli hedef takibi olarak üç ayrı benzetimde incelenmiştir. 

A Common Design Framework for Various Guidance Problems

With rising interest and operation requirements, literature on the trajectory shaping guidance algorithms have increased. The primary objective of missile guidance is to have zero miss or near miss distance at the end of the flight. One of the popular secondary objectives is impact angle control, which might be preferred for anti-tank missiles or vertical impact guided munitions in order to increase the warhead effectiveness. Path following or way point tracking problems are also in the scope of missile systems as well as any autonomous vehicles or unmanned aerial vehicles. In addition to these, standoff target tracking is also another field of study for such systems. In this paper, a common framework for these three trajectory shaping problems is introduced. It is shown that they can base on a same strategy in terms of guidance algorithm design. For this purpose, a bias term to enhance proportional navigation guidance is designed. The design bases on an error signal which is a function of pursuit angles against a stationary target with the concept of virtual target. The performance of the proposed guidance law is demonstrated in simulations with no need of time-to-go or range-to-go estimation.

___

  • 1. Chang, K.R., Hanju, C., ve Tahk, M.J. (2005) Optimal Guidance Laws with Terminal Impact Angle Constraint, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 28(4), 724–732. doi: 10.2514/1.8392
  • 2. Kim, B.S., Lee, J.G., Hyung, S. ve Han, H.S. (1998) Biased PNG Law for Impact with Angular Constraint, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 34(1), 277–288. doi:10.1109/7.640285
  • 3. Erer, K.S. ve Merttopçuoglu, O. (2012) Indirect Impact-Angle-Control Against Stationary Targets Using Biased Pure Proportional Navigation, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 35(2), 700–704. doi:10.2514/1.52105
  • 4. Tekin, R. ve Erer, K.S. (2015) Switched-Gain Guidance for Impact Angle Control under Physical Constraints, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 38(2), pp. 205-216. doi:10.2514/1.G000766
  • 5. Kim, T.H., Bong, G., Park, B.G. ve Tahk M.J. (2013) Bias-Shaping Method for Biased Proportional Navigation with Terminal-Angle Constraint, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 36(6), 1810–1816. doi:10.2514/1.59252
  • 6. Dubins, L. (1957) On Curves of Minimal Length with a Constraint on Average Curvature, and with Prescribed Initial and Terminal Positions and Tangents, American Journal of Mathematics, 79(3), 497–516. doi:10.2307/2372560
  • 7. Ratnoo, A., P.B. Sujit, P.B. ve Kothari, M. (2011) Adaptive Optimal Path Following for High Wind Flights,” 18th IFAC World Congress, Elsevier Science Ltd., Kidlington, Oxford, 12985–12990. doi:10.3182/20110828-6-IT-1002.03720
  • 8. Park, S., Deystt, J. ve How, J.P. (2007) Performance and Lyapunov Stability of a Nonlinear Path-Following Guidance Method, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 30(6), 1718–1728. doi:10.2514/1.28957
  • 9. Medagoda, E.D.B. ve Gibbens, P.W. (2010) Synthetic-Waypoint Guidance Algorithm for Following a Desired Flight Trajectory, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 33(2), 601–606. doi:10.2514/1.46204
  • 10. Ratnoo, A., Hayoun, S.Y., Granot, A. ve Shima, T. (2015) Path Following Using Trajectory Shaping Guidance, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 38(1), 106–116. doi: doi:10.2514/1.G000300
  • 11. Sujit, P.B., Saripalli, S. ve Sousa, B.J. (2014) Unmanned Aerial Vehicle Path Following: A Survey and Analysis of Algorithms for Fixed-WingUnmanned Aerial Vehicles, IEEE Control Systems, 34(1), 42–59. doi:10.1109/MCS.2013.2287568
  • 12. Shames, I., Dasgupta, S., Fidan, B. ve Anderson, D.O.B. (2012) Circumnavigation Using Distance Measurements Under Slow Drift, IEEE Transactions on Automatic Control, 57(4), 889–903. doi:10.1109/TAC.2011.2173417
  • 13. Park, S. (2016) Circling over a Target with Relative Side Bearing, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 39(6), 1454–1458. doi:10.2514/1.G001421
  • 14. Frew, E.W., Lawrence, D.A. ve Morris, S. (2008) Coordinated Standoff Tracking of Moving Targets Using Lyapunov Guidance Vector Fields, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 31(2), 290–306. doi:10.2514/1.30507
  • 15. Erer, K.S. (2015) Biased Proportional Navigation Guidance for Impact Angle Control with Extension to Three-Dimensional Engagements, Doktora Tezi, Makina Mühendisliği, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
  • 16. Erer, K. S., Tekin, R. ve Özgören (2015) M. K. Look Angle Constrained Impact Angle Control Based on Proportional Navigation, AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Kissimee, FL, USA. /doi.org/10.2514/6.2015-0091
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

GÜÇ BİLEŞENLERİNİN DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ TABANLI HESAPLANMASI

Fahri VATANSEVER

BURSA İLİ’NDEN TOPLANAN YUMURTA ÖRNEKLERİNDE AĞIR METAL İÇERİĞİNİN BELİRLENMESİ VE RİSK DEĞERLENDİRMESİ

AŞKIN BİRGÜL

SİLİKON YUMUŞATICILARIN PAMUK VE VİSKON ÖRME KUMAŞLAR ÜZERİNDE ETKİLERİ

Mehmet ORHAN, Mehmet TİRİTOĞLU, NAZIM KUNDURACI

M1 Kategorisi Araçlar İçin Geliştirilen İkinci Sıra Yolcu Koltuğu Karkasının Yapısal Güçlendirilmesi

Semih ERKUL, Semih BALCI

DENİZ DİBİ TARAMA MALZEMELERİNİN YOL DOLGUSU OLARAK KULLANIMI

Ümit KARADOĞAN, Gökhan ÇEVİKBİLEN, Berrak TEYMÜR

EPS YALITIM KALIPLI DONATILI BETON TAŞIYICI DUVAR SİSTEMİ İÇİN TASARLANAN BETON BİLEŞİMİNİN UYGUNLUĞUNUN BELİRLENMESİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

Burak ÖZŞAHİN, Abdurrahman GÜNER

SINAV ÇİZELGELEME PROBLEMİNDE SINIF VE GÖZETMEN ATAMALARI İÇİN İKİ AŞAMALI BİR ÇÖZÜM YAKLAŞIMI

Merve KÖSE KÜÇÜK, Büşra TELLİOĞLU, Fatih ÇAVDUR

DÜŞÜK BROMÜR VE ORGANİK MADDE İÇEREN SU KAYNAKLARI İÇİN ÖN DEZENFEKTAN SEÇİMİNDE ÇOK ÖLÇÜTLÜ KARAR VERME METOTLARININ UYGULANMASI

CİHAN ÖZGÜR

ÜZELTME: “KARE SİLİNDİR ÜZERİNDEN LAMİNER SÜREKLİ AKIŞTA BLOKAJ ORANININ ISI TRANSFERİ VE AKIŞ KARAKTERİSTİKLERİNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ”

M. Özgün KORUKÇU

YAPI ÜRETİMİNDE EKLEMELİ İMALAT TEKNOLOJİLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI DEĞERLENDİRMESİ

Cemal İrfan ÇALIŞKAN, Ümit ARPACIOĞLU