طراحی قانون هدایت مشارکتی بهینه در مواجهه با اهداف با قابلیت مانورپذیری بالا

این پژوهش به مساله ای می پردازد که در آن دو دنبال کننده یک هدف با مانورپذیری بالاتر را دنبال می کنند. هدف مقاله ارایه یک قانون هدایت مشارکتی است که با استفاده از آن علیرغم کمتر بودن مانورپذیری دنبال کننده ها نسبت به هدف، خطای حالت نهایی حداقل یکی از دنبال کننده ها از یک حد آستانه کمتر باشد. در این راستا یک راهبرد مبتنی بر تفکیک بهینه نقش دنبال کننده ها ارایه می شود. مطابق این  راهبرد نقش دنبال کننده ها به دو بخش 1) دنبال کردن هدف و 2) پوشش فضای گریز هدف تقسیم می شود و در هر لحظه دنبال کننده نزدیک تر به هدف سهم بیشتری در دنبال کردن هدف و دنبال کننده دورتر سهم بیشتری در پوشش فضای گریز هدف بر عهده دارد. در ادامه این راهبرد به صورت یک مساله کنترل غیرخطی بهینه مقید فرموله می شود؛ حل این مسیله، قانون هدایت مطلوب برای برآورده نمودن این راهبرد را نتیجه می دهد. جهت حل این مسیله هدایت غیرخطی بهینه مقید از روش کنار هم گذاری مستقیم  همراه با برنامه ریزی غیرخطی که یک رویکرد بهینه سازی عددی است، استفاده می شود. در این مقاله فرض شده است که 1- دنبال کننده ها و هدف هر سه با سرعت ثابت حرکت می کنند و 2- دنبال کننده ها دارای ناحیه تخریب هستند، به این مفهوم که قرار گرفتن هدف در ناحیه ای اطراف دنبال کننده سبب منهدم شدن آن می شود. کارایی این قانون هدایت مشارکتی برای سناریوهای مختلف با استفاده از نتایج شبیه سازی متعدد اعتبارسنجی شده است.