سید حمید جلالی نایینی
-
در این مقاله، تحلیل فاصله خطای قانون هدایت صریح مرتبه اول با استفاده از معادلات خطی شده به صورت بی بعد به منظور به دست آوردن منحنی های بی بعد فاصله خطا ارایه می شود. اثر انحراف سمت اولیه، هدف مانوری با شتاب ثابت، محدودیت شتاب رهگیر، خطای اثر رادوم و همچنین سیستم کنترل دوجمله ای مرتبه پنجم در تحلیل حاضر لحاظ شده است. علاوه بر این، بازخورد نرخ زاویه بدنی به رابطه قانون هدایت صریح به عنوان یک روش جبران کلاسیک شناخته شده اثر رادوم، اضافه شده است. این تحلیل برای مقادیر مختلف توان تابع آلفا که به عنوان نرخ کاهش خطای تلاش صفر به ازای ورودی کنترل واحد تعریف می شود، انجام شده است. در حالت خاص، قانون هدایت صریح به ازای تابع آلفا با توان واحد، منجر به استراتژی هدایت بهینه مرتبه اول برای کمینه سازی معیار عملکرد انتگرال مجذور دستور شتاب در کل زمان پرواز می شود. با استفاده از ترسیم نمودارهای بی بعد ریشه مجذور فاصله خطا برحسب ثابت زمانی نرخ چرخش خط دید و ضریب شیب رادوم، علاوه بر تحلیل فاصله خطا، محدوده پایداری به ازای مقادیر مختلف توان تابع آلفا حاصل می شود.کلید واژگان: هدایت پایانی، هدایت صریح، هدایت بهینه، تحلیل فاصله خطا، اثر رادومThe miss distance analysis of the first-order explicit guidance law (EGL) is carried out using linearized equation of motion in the normalized form in order to obtain normalized miss distance curves. The initial heading error, constant target, acceleration limit, radome refraction error, and fifth-order binomial control system are considered. Moreover, body rate feedback is added to the explicit guidance law as a well-known classical compensation method of the radome effect as in proportional navigation. The analysis is performed for different values of the power of the alpha function, defined as the time decrease rate of the zero-effort miss to unit control input. As a special case, the EGL with unit power gives the first-order optimal guidance strategy for minimizing the integral of the square of the commanded acceleration during the total flight time. For the performance/stability analysis, the rms miss distance versus turning rate time constant and radome slope can be plotted for different values of the power of alpha function.Keywords: Terminal Guidance, Explicit guidance, Optimal guidance, Miss Distance Analysis, radome refraction
-
این مقاله به اصلاح نوع خاصی از مدولاتور پهنا و فرکانس پالس با بلوک انتگرالگیر می پردازد. در این مدولاتور به جای فیلتر پایین گذر از یک انتگرالگیر استفاده شده، و به همین دلیل در اینجا مدولاتور پهنا و فرکانس پالس انتگرالی نامیده می شود. به منظور بهبود رفتار حلقه کنترلی، ساختار مدولاتور با یک شرط منطقی برای بازتنظیم خروجی انتگرالگیر اصلاح شده است. در این شرط منطقی، در صورتی که سیگنال خطا کوچکتر از بازه مشخصی باشد، خروجی انتگرالگیر صفر می گردد. این بهبود در دو مود پایدارساز و نشانه روی اعمال شده است. در مود پایدارساز، ضریب بهره پایدارساز با استفاده از حل تحلیلی به گونه ای استخراج شده است تا با یک پالس، کسر معینی از سرعت زاویه ای اولیه مستهلک گردد. در مود نشانه روی، عملکرد مدولاتور اصلاح شده، قابل مقایسه با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس می باشد.
کلید واژگان: کنترل وضعیت فضاپیما، مدولاتور پهنا و فرکانس پالس، مود پایدارسازی و نشانه رویThis paper presents a modification to a type of Pulse-width Pulse-Frequency (PWPF) Modulator utilized an integrator block. In this modulator that called here as "Integral Pulse-Width Pulse-Frequency (IPWPF)," an integrator is used instead of the first-order low-pass filter. To improve the performance of the control system, the modulator is modified by using a logical circuit in order to reset the output of the integrator. In this logical circuit, if the error signal becomes less than a specified small value, the integrator will be reset, that is, "Small Error-Reset Integrator (SE-RI)." The modification is applied to the stabilization and pointing modes. In stabilization mode, the control gain is obtained analytically such that the angular rate of the satellite becomes zero or less than a specific percentage of its initial value by a single pulse. Simulation results show that the performance of the modified IPWPF is comparable with that of PWPF in pointing mode.
Keywords: Spacecraft attitude control, Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator, Stablization, Pointing Modes -
در این مقاله، قانون هدایت تناسبی با بازخورد ترکیب وزنی شتاب خطی و شتاب زاویه ای خط دید پیشنهاد شده است. برای این منظور، تحلیل فاصله خطای جامعی برای هدایت تناسبی با بازخورد شتاب خطی و هدایت تناسبی با بازخورد شتاب زاویه ای خط دید ناشی از خطای سمت اولیه، مانور هدف و نویز جستجوگر صورت پذیرفته است. سیستم هدایت و کنترل با تابع تبدیل دوجمله ای مرتبه پنجم مدل شده است. در حالت خاص و بر مبنای تحلیل فاصله خطا، هدایت تناسبی با بازخورد شتاب زاویه ای با اصلاح بهره برای جستجوگرهای مادون قرمز پیشنهاد شده است. مقایسه استراتژیهای هدایت تناسبی با استفاده از ضریب ناوبری موثر معادل که بر اساس حل پروفیل نرخ چرخش خط دید تعریف شده، صورت پذیرفته است. به علاوه، قانون هدایت بهینه مرتبه اول به فرم هدایت تناسبی با بلوک تناسبی- مشتقی با بهره های متغیر تبدیل شده است.
کلید واژگان: ناوبری تناسبی، بازخورد شتاب زاویه ای خط دید، تحلیل فاصله خطاIn this paper, a modified proportional navigation (PN) with weighted combination of linear acceleration and line-of-sight (LOS) acceleration feedback is suggested. For this purpose, a comprehensive miss distance analysis is carried out for PN with linear acceletation feedback and PN with LOS acceleration feedback using a fifth-order binomial guidance and control system. The miss distance (MD) due to initial heading error, target acceleration, and seeker noise is separately analysed. As a special case, a modified PN with acceleration feedback using variable gains is suggested based on MD analysis for infra red seekers. The comparison of PN strategies is carried out using an equivalent effective navigation ratio, defined by using LOS rate profile solution. In addition, the first-order optimal guidance law is converted into PN with PD block with variable gains.
Keywords: Proportional navigation, LOS Acceleration feedback, Miss Distance Analysis, Effective Navigation Ratio, Optimal guidance -
در تحقیق حاضر، عملکرد قانون هدایت تناسبی حقیقی با پروفیل های مختلف ضریب ناوبری متغیر برحسب زاویه بین بردار سرعت نسبی و خط دید در حالت خطای سمت اولیه و هدف با مانور ثابت بررسی شده است. از آنجایی که انتخاب پروفیل مناسب در حالت خطای سمت اولیه و مانور ثابت هدف، تقریبا عکس یکدیگر شده-است، یک ضریب ناوبری متغیر تابعی از دو پارامتر زاویه مذکور و نرخ آن ارایه شده است. به این طریق فاصله خطا، بطور نمونه برای ضریب ناوبری 4، برای دو قله نخست نمودار فاصله خطای بی بعد برحسب زمان بی بعد کاهش می یابد. تحلیل حاضر با استفاده از معادلات بی بعد در مختصات قطبی برای دو سیستم کنترل ایده ال و دوجمله ای مرتبه 5 بدون شتاب اشباع انجام شده است. به لحاظ کاربردی، نتایج به ازای ضرایب ناوبری 3 تا 5 تنظیم شده است.
کلید واژگان: هدایت تناسبی حقیقی، ضریب ناوبری متغیر، زاویه سرعت نسبی، فاصله خطاIn 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.
Keywords: Proportional navigation, variable navigation ratio, miss distance -
در این مقاله، تاثیر تاخیر زمانی خالص سیستم بر فاصله خطای قانون هدایت تناسبی برای سیستم هدایت و کنترل با تابع تبدیل دوجمله ای مرتبه بالا بررسی شده است. برای این منظور از مدل خطی یک بعدی استفاده شده است. فاصله خطای بی بعد ناشی از خطای سمت اولیه، مانورهای ثابت، خطی و سهمی هدف و نویز جستجوگر با استفاده از روش الحاقی محاسبه شده است. برای جستجوگر نویزهای تابش، مستقل از فاصله، وابسته به فاصله سیستم فعال و نیمه فعال در نظر گرفته شده و نتایج با روش مستقیم اعتبارسنجی شده است. همچنین، اثر تاخیر زمانی خالص سیستم، ثابت زمانی سیستم، ضریب ناوبری موثر و افزایش مرتبه سیستم تا 30، بر فاصله خطای ناوبری تناسبی بررسی شده است. در ادامه، ضریب ناوبری اکسترمم برای حداقل کردن فاصله خطای بدترین حالت با توجه به زمان نهایی استخراج شده است. سپس، روابط تقریبی فاصله خطا براساس تحلیل بدترین حالت در زمان نهایی با توجه به منابع خطای ذکر شده و با استفاده از برازش منحنی ارائه شده است. در نهایت، روابط تقریبی ضرایب بی بعد پایای فاصله خطا ناشی از نویز برحسب ضریب ناوبری موثر، به طور نمونه به ازای سیستم هدایت و کنترل مرتبه پنجم و دهم ارائه شده است.کلید واژگان: ناوبری تناسبی، تاخیر زمانی خالص، ضریب ناوبری اکسترمم، فاصله خطای بی بعدIn this paper, the effect of system time delay on the miss distance of proportional navigation guidance law is studied for high-order binomial guidance and control systems. For this purpose, a linearized model is utilized in one dimension. The normalized miss distance due to heading error (HE), step, ramp, and parabolic target maneuvers, and seeker noise is computed using normalized adjoint equations. The glint, range-independent, and (semi-) active range-dependent noises are considered for the seeker, and the results are verified by straight-forward method. Moreover, the effects of system time lag, system time constant, effective navigation ratio, system order up to 30 in proportional navigation miss distance are also investigated. An extremum effective navigation ratio is also obtained to minimize the worst case miss distance with respect to the final time. Furthermore, approximate miss distance formulas are presented based on worst case analysis on final time using curve fitting for mentioned miss distance sources. Finally, the approximate formulas of steady state nondimensional coefficients due to seeker noise in terms of effective navigation coefficient, for example for system orders of 5 and 10, are obtained.Keywords: proportional navigation, time delay, extremum navigation ratio, normalized miss distance
-
در این تحقیق، محدوده مجاز پارامترهای مدولاتور پهنا و فرکانس پالس در آنالیز استاتیکی به صورت تحلیلی استخراج شده است. بدین منظور، مطالعه پارامتری جامعی بر مبنای دو معیار عملکرد مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر صورت پذیرفته ومحدوده مجاز پارامترهای بی بعد با روابط ریاضی و به صورت نمودارهای بی بعد ارائه شده است. همچنین، روابط تحلیلی دقیق محاسبه دو معیار عملکرد مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر برای یک کلاس از مدولاتورها با فرض ورودی ثابت بدست آمده است. مزیت تحلیل حاضر، علاوه بر بی بعد بودن پارامترها، استخراج محدوده پارامترها بر حسب یکدیگر است. این کار، محدوده پارامترها را به صورت دقیق تر از روش تعیین محدوده هر پارامتر با نامساوی نتیجه می دهد. همچنین، در صورت مشخص بودن مقدار حداقل عرض پالس (با فرکانس کاری مدولاتور و ثابت زمانی دینامیک تراستر)، انتخاب محدوده پارامترها محدودتر خواهد شد که در این خصوص نمودارها و روابط مفیدی برمبنای حداکثر ممکن تعداد دفعات روشن شدن تراستر ارائه شده است.کلید واژگان: کنترل وضعیت ماهواره، عملگرهای دو وضعیتی، مدولاتور پهنا و فرکانس پالس، مدولاتور نرخ کاذب، آنالیز استاتیکStatic Analysis of Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator Based on Analytical and Numerical SolutionsIn this study, the preferred regions of Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator (PWPFM) are obtained analytically for the static analysis. For this purpose, a comprehensive parametric study is carried out based on the two performance indices of fuel consumption and the number of thruster firings. The preferred regions are presented by normalized relations and curves. Moreover, the exact analytical solutions of the two performance indices are obtained for a class of modulators with the assumption of constant inputs. The advantages of the present study are non dimensional analysis and obtaining the preferred regions in terms of each others, resulting in more accurate regions as opposed to inequality relations using constant values for a specified input signal. In addition, in the case of specified minimum pulse width (having the update frequency and thruster time constant), determining the preferred regions becomes more limited. In this regard, useful relations and curves based on the maximum possible value for the number of the thruster firings are derived and presented.Keywords: Satellite attitude control, On-off thrusters, Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator, Pseudo-rate modulator, Static analysis
-
در این مقاله، استفاده از الگوریتم بهینه سازی مقاوم برای طراحی سیستم کنترل وضعیت ماهواره، به منظور بهبود عملکرد آن تحت عدم قطعیت ، پیشنهاد شده است. در این راستا، یک ماهوراه تک محوره صلب باعملگر تراستر روشن-خاموش با اشمیت تریگر و PID در نظر گرفته شده است. عدم قطعیت های مدل شامل ممان اینرسی، سطح تراست، تاخیر زمانی خالص تراستر و دامنه اغتشاش خارجی است. تابع هدف بهینه سازی مقاوم، ترکیب وزنی میانگین قدر مطلق خطای نشانه روی و انحراف معیار آن در نظر گرفته شده است. نتایج حل عددی نشان می دهد که روش بهینه سازی مقاوم در مقایسه با روش بهینه سازی معین از نظر مقاوم بودن، عملکرد سیستم کنترل وضعیت را در مواجهه با عدم قطعیت ها بهبود داده است.کلید واژگان: بهینه سازی مقاوم، کنترل وضعیت ماهواره، عدم قطعیت، عملگر تراستر روشن، خاموشhis paper suggests arobust optimization algorithm for the design of the satellite attitude control system in order to increase the robustness of the performance under uncertainties. A single-axis on-off attitude control with rigid dynamics is considered using Schmitt-Trigger and PID controller. The model uncertainties include the moment of inertia, thrust level, thruster delay and theexternal disturbance amplitude.A weighted combination of expected value and standard deviation of pointing error is considered as an objective function for the robust optimization. The numerical solutions show that the robust optimization reduces the variations of the objective function, i.e. it increases the robustness of the system performance compared to the deterministic optimization.Keywords: Robust optimization, Satellite attitude control, Uncertainty, On-off thruster actuator
-
در این مقاله، پایدارسازی کنترل وضعیت ماهواره صلب با عملگر دو وضعیتی تراستر و مدولاتور پهنا و فرکانس پالس در حضور نویز حسگر مطالعه شده است. در این خصوص، بازه های ترجیجی پارامترهای مدولاتور و ضریب بهره مدار پایدارسازی بر مبنای دو معیار عملکرد مصرف سوخت و فعالیت تراستر استخراج شده است. تحلیلها برای مود آرامسازی، دوراندهی و بلوک پایدارسازی به عنوان حلقه داخلی مود نشانهروی، انجام شده است. با استفاده از معادلات شبه بیبعد، تعداد پارامترهای تنظیمی مدولاتور و پایدارسازی، کاهش یافته و بازه های پیشنهادی بصورت شبه بیبعد و بر مبنای روش جستجوی پارامتری استخراج شده است. در فرم شبه بیبعد معادلات، بار محاسباتی بطور قابل توجهی کاهش یافته، بویژه در حضور نویز حسگر که از تحلیل آماری استفاده شده است. مطالعه پارامتری صورت گرفته در حضور/عدم حضور نویز حسگر انجام شده است. پارامترهای تنظیمی مدار پایدارسازی، برای حالت بدون نویز حسگر، با استفاده از بهینهسازی ژنتیک چند هدفه بدست آمده است. همچنین رفتار پارامترهای پایدارسازی بر اساس چگالی طیفی نویز، تحلیل شده و به منظور بررسی دقیقتر نواحی ترجیحی، هر کدام از نمودارهای طراحی برای یک مقدار مشخص چگالی طیفی نویز ترسیم شده است. در نهایت، توصیه می شود پارامترهای سیستمی کنترل وضعیت ماهواره در داخل نواحی ترجیحی مدار پایدارسازی، به عنوان حلقه داخلی، تنظیم شود.کلید واژگان: پایدارسازی وضعیت ماهواره، مدولاتور پهنا و فرکانس پالس، نویز حسگر، معادلات شبه بیبعدIn this study, stabilization attitude control of a rigid satellite with on-off thrusters using pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulator is investigated in presence of sensor noise. The preferred regions of the PWPF modulator parameters and stabilization control gain are obtained based on the two performance indices of the fuel consumption and the total number of thruster firings. The analyses include tumbling, detumbling, and stabilization block as an internal loop of the satellite pointing mode. The design parameters are reduced by using the quasi-normalized equations of PWPF modulator. Therefore, the preferred regions are extracted based on search method in terms of grouped parameters, regardless of the value of each parameter, separately. In quasi-normalized form, the computational burden is considerably decreased, especially in the statistical analysis in the presence of sensor noise. The parametric study is carried out with/without sensor noise. The parameters are also tuned using multi-objective optimization with genetic algorithm for stabilization mode without sensor noise. In the presence of sensor noise, the behaviors of the parameters are plotted versus the noise power spectral density. In order to better specify the preferred regions, each quasi-normalized design curve is plotted for a specified value of the input noise power spectral density. The parameters of the satellite attitude control system are suggested to be tuned/optimized within the preferred regions of the parameters in the stabilization loop as an internal loop.
-
در این مقاله، بازه های قابل قبول برای پارامترهای مدولاتور پهنا و فرکانس پالس بر مبنای تحلیل های ورودی صفر، استاتیکی و دینامیکی در حضور نویز حسگر بدست می-آید. مدولاتورهای پهنا و فرکانس پالس دارای 5 پارامتر تنظیمی بوده که برای رسیدن به عملکرد مناسب، مقادیر این پارامترها بایستی بطور مناسبی تعیین شود. در این مطالعه، با در نظر گرفتن مدل شبه بی بعد، پارامترهای طراحی مدولاتور به 3 پارامتر کاهش می یابد. بنابراین، نتایج بازه های قابل قبول که فارغ از مقدار هر پارامتر، بر حسب پارامترهای گروه بندی شده مستخرج شده، قابل استفاده برای مدولاتور با مقادیر مختلف 5 پارامتر تنظیمی خواهد بود. علاوه بر این، در مدل شبه بی بعد، بار محاسباتی، به خصوص در تحلیل های آماری، بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. همچنین نویز حسگر، یک نویز سفید گوسی است که با عبور از یک فیلتر پایین گذر به ورودی مدولاتور اعمال می شود. فرکانس خروجی مدولاتور نیز به مقدار 50 هرتز محدود شده است. در تحلیل حاضر، مقدار متوسط مصرف سوخت و دفعات روشن شدن تراستر به عنوان معیار عملکرد در نظر گرفته شده است. روال انتخاب نواحی قابل قبول پارامترها در سیستم شبه بی بعد بر مبنای حذف مقدار 30% (و 10%) بالای نمودارهای معیار عملکرد، می باشد. نهایتا نواحی قابل قبول پارامترها به صورت نمودارهایی بر حسب پارامترهای بی بعد برای آستانه روشن شدن و هیسترزیس و پارامتر ثابت زمانی فیلتر ارائه شده است که هر کدام از این نمودارها به ازای یک مقدار مشخص برای چگالی طیفی نویز ورودی ترسیم شده است.کلید واژگان: مدولاتور پهنا و فرکانس پالس، نویز ورودی، معادلات شبه بی بعد، کنترل وضعیت ماهوارهIn this paper¡ the preferred regions of pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulator parameters are obtained based on zero-input¡ static¡ and dynamic analysis in the presence of sensor noise as an input noise to PWPF modulator. The design parameters are reduced to 3 by using the quasi-normalized equations of PWPF modulator. Therefore¡ the results are applicable for grouped parameters¡ regardless of the value of each parameter¡ separately. Moreover¡ the computational burden is highly decreased¡ especially in a statistical analysis. The input noise of the modulator is constructed by a low pass filter driven by a white Gaussian noise. The fuel consumption and number of thruster firings are considered as performance indices. The modulator output frequency is also limited to 50 Hz. The preferred regions of quasi-normalized system are extracted based on eliminating the upper 30% (and 10%) of the plotted graphs for the above-mentioned performance indices. Finally¡ the preferred regions can simply be viewed in our resulting curves¡ i.e.¡ normalized hysteresis plotted versus normalized PWPF on-threshold for different values of modulator time constant. Each of these curves is plotted for a specified value of input noise power spectral density.Keywords: Pulse, Width Pulse, Frequency Modulator, Input Noise, Quasi, Normalized Equations, Satellite Attitude Control
-
در این مقاله، حل تقریبی سرعت لازم با قید بردار موقعیت نهایی در مدل زمین بیض یگون با استفاده از فرض شتاب گرانش تک های خطی ارائه شده است. در این روش، زمان پرواز به چند بازه زمانی تقسیم و شتاب گرانش در هر بازه به صورت خطی تقریب زده می شود. این روش حل به یک رابطه صریح سهبعدی برحسب بردار موقعیت کنونی، بردار موقعیت نهایی مطلوب و زمان پرواز منجر خواهد شد. دقت و بار محاسباتی روش یادشده به ازای تعداد باز ه های مختلف با استفاده از حل عددی مسئله به دست آمده و با دو روش تکرارپذیر زارچان و خط یسازی مقایسه شده است. این روش در مقایسه با دو روش یادشده، به ازای بار محاسباتی نسبتا یکسان، در مدل زمین بیض یگون و مدار حداقل انرژی تا زاویه برد 18 درجه دقت بیشتری دارد. به علاوه، روش ارائه شده برای مسئله دو یا چند جسم و محاسبه ماتریس حساسیت سرعت لازم قابل استفاده است.کلید واژگان: سرعت لازم، زمین بیضی گون، شتاب گرانش تک های خطیIn this paper, an approximate solution of required velocity with final position constraint is derived using a piecewise linear gravity assumption for elliptical earth model. In this approach, the total flight time is divided into several time intervals and the gravitational acceleration is assumed to be linear at each interval. The solution gives an explicit relation in terms of the current position vector, desired final position and flight time in three dimensions. The accuracy and computational burden of the method are obtained numerically in terms of the number of time intervals, and compared with linearized solution and Zarchan's iterative algorithm. Numerical solution shows that the present method has better accuracy than the two mentioned approaches with the same computational burden up to a range angle of 18 deg for minimum energy trajectory in an elliptical earth model. The presented method can be extended for two or multi-body problem and also for the computation of sensitivity matrix of required velocity.Keywords: Required velocity, Elliptical earth, Piecewise linear gravity
-
در این مقاله، عملکرد سیستم کنترل وضعیت تک محوره یک ماهواره صلب با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس و عملگر تراستر از نوع دو وضعیتی (روشن یا خاموش) با استفاده از کنترلگر تناسبی- انتگرالگیر- مشتقگیر ((PID اصلاح شده، در شرایط اغتشاش خارجی پله بهبود یافته است. بدین منظور از کنترلگر PID مبتنی بر روش مشاهده گر استفاده شده است. عملگر تراستر با یک تابع تبدیل مرتبه دوم به همراه ثابت زمانی خالص مدل شده و فرکانس بروز رسانی خروجی مدولاتور، به عنوان ورودی عملگر تراستر دو وضعیتی، به مقدار 40 هرتز محدود شده است. در این مطالعه، معیارهای دقت نشانه روی، میزان فراجهش پاسخ زاویه ای، مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر به ازای اغتشاش خارجی پله (با مقادیر مختلف)، مد نظر است. پارامترهای کنترلگر PID اصلاح شده بر مبنای مشاهده گر، با استفاده از روش جستجوی پارامتری تنظیم شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که میزان مصرف سوخت و زمان نشست پاسخ در روش کنترلگر مبتنی بر مشاهده گر نسبت به کنترلگر PID، در حالی که فراجهش پاسخ نیز حذف شده است، کاهش قابل ملاحظه ای داشته است. نهایتا قوام کنترلگر مبتنی بر مشاهده گر در مواجهه با عدم قطعیت در ممان اینرسی و عدم قطعیت در سطح نیروی تراست بررسی شده است.کلید واژگان: کنترل وضعیت ماهواره، مدولاتور پهنا و فرکانس پالس، کنترلگر PID اصلاح شده، روش مشاهده گرIn this paper, the performance of a single-axis attitude control with pulse-width pulse-frequency (PWPF) modulation is enhanced using a modified proportional-integral-derivative (PID) controller for a rigid satellite with on-off thruster actuators. For this purpose, the well-known observer-based PID approach is utilized. The on-off thruster actuator is modeled with a constant delay followed by a second-order binomial transfer function. The modulator update frequency is limited to 40 Hz as an input to the on-off thruster actuators. In this study, the design criteria of pointing accuracy, overshoot of the attitude response, fuel consumption, and the number of thruster firings are considered for a step external disturbance (with different values). The parameters of the observer-based PID controller are tuned using parametric search method. Simulation results show that the fuel consumption and settling time of the observer-based approach are considerably decreased with respect to those of PID controller with PWPF modulator. Moreover, the overshoot of the observer-based approach is omitted. Finally, the robustness of the observer-based modified PID controller is investigated in presence of uncertainties in satellite moment of inertia and thrust level of on-off actuators.Keywords: Satellite Attitude Control, Pulse, Width Pulse, Frequency Modulator, Modified PID Controller, Observer, based Approach
-
In this paper, the miss distance analysis of proportional navigation for high-order binomial guidance and control system is presented in presence of seeker noise using normalized adjoint method. In this analysis, the effects of effective navigation ratio and system order up to 30 are studied due to heading error, target maneuvers, and seeker noise. Numerical solutions for the cases of initial heading error, target with constant, linear, and parabolic maneuvers show a quasi-asymptotic behavior with respect to system order. In addition, the quasi-asymptotic behavior occurs for higher system order due to seeker noise. The values for the infinity's order system are obtained numerically and analytically. Based on the analysis and its assumptions, an order of 8 to 10 is suggested for miss distance analysis of a binomial guidance and control system.Keywords: Proportional Navigation, Normalized Miss Distance Analysis, High-Order System
-
در این مقاله، حل تحلیلی و صریح استراتژی خط دید بهینه برای سیستم های هدایت و کنترل یکپارچه بدون در نظر گرفتن اشباع زاویه بالک استخراج شده است. دینامیک وسیله پروازی بصورت یک تابع تبدیل مرتبه دوم ناکمینه فاز مدل شده است که نمایانگر تخمین پریود کوتاه است. برای حل مسئله کنترل بهینه، دینامیک عملگر ایده آل و بدون اشباع زاویه بالک فرض شده اما برای بررسی عملکرد، محدودیت روی زاویه بالک در شبیه سازی اعمال شده است. معادلات حرکت برای حل بهینه بصورت تک بعدی در نظر گرفته شده و زمان و موقعیت نهایی معلوم و ثابت فرض شده است. همچنین، معادلات با استفاده از چهار فرم بی بعدسازی مختلف استخراج شده است که سبب افزایش دید در طراحی و تحلیل عملکرد استراتژی هدایت و کنترل یکپارچه می شود. بعلاوه، بهره های هدایت برای حل پایای استراتژی مذکور بصورت تحلیلی و صریح استخراج شده است. در مجموع، عملکرد «قانون هدایت و کنترل یکپارچه خط دید بهینه» از حل پایای آن بهتر بوده ولی بار محاسباتی آن بیشتر است؛ اگرچه برای ریزپردازنده های کنونی قابل قبول می باشد. بعلاوه در پیاده سازی قانون مذکور از برازش منحنی یا جستجو در جدول می توان استفاده کرد. همچنین مطالعه پارامتری بی بعد قانون هدایت و کنترل یکپارچه، بطور نمونه برای ضریب وزنی فاصله از خط دید، بهره و فرکانس پریود کوتاه دینامیک وسیله پروازی صورت گرفته است. در نهایت، عملکرد هر دو قانون هدایت و کنترل یکپارچه با وجود عدم قطعیت در مدل دینامیک وسیله پروازی بررسی شده است.کلید واژگان: هدایت و کنترل یکپارچه، کنترل بهینه، هدایت خط دید، سیستم های ناکمینه فازIn this paper, an explicit formulation of optimal line-of-sight strategy is derived in closed-loop for integrated guidance and control (IGC) system without consideration of fin deflection limit. The airframe dynamics is modeled by a second-order nonminimum phase transfer function, describing short period approximation. In the derivation of our optimal control problem, the actuator is assumed to be perfect and without limitation on fin deflection, whereas fin deflection limit is applied for the performance analysis of the presented optimal IGC solution. The problem geometry is assumed in one dimension and the final position and final time are fixed. The formulation is obtained in four different normalized forms to give more insight into the design and performance analysis of the optimal IGC strategy. In addition, guidance gains are obtained analytically in explicit form for steady-state solution. In overall, the performance of IGC is better than that of IGC with steady-state gains, but have more computational burden; however, it is reasonable for now-a-day microprocessors. Curve fitting or look-up table may be used instead for an implementation of optimal IGC strategy. Moreover, parametric study of nondimensional IGC parameters is carried out, such as weighing factor, dc gain, and short period frequency. Finally, the performance of the both IGC strategies is evaluated with airframe model uncertainties.Keywords: Integrated Guidance, Control, Optimal Control, Line, of, Sight Guidance, Non, Minimum Phase Systems
-
در این مقاله، حل تقریبی بردار خطای تلاش صفر در مدل زمین کروی و مختصات مطلق در مرجع اینرسی زمین مرکز ارائه شده است. در این رویکرد، شتاب گرانش متناسب با عکس مکعب فاصله وسیله پروازی تا مرکز زمین فرض شده است. حل مذکور منجر به یک رابطه صریح بر حسب شرایط اولیه و زمان پرواز می شود. بعلاوه، به منظور افزایش دقت، حل تکه ای با اعمال نقاط میانی مسیر به این رابطه حل صریح اعمال شده است. زمان پرواز در حل تکه ای به چند بازه زمانی تقسیم می شود. در هر بازه زمانی، شتاب گرانش متناسب با عکس مکعب فاصله در نظر گرفته می شود، اما در هر بازه پارامتر ثابت مدل اصلاح و بهنگام می شود. دقت و بار محاسباتی روش مذکور به ازای تعداد بازه های زمانی مختلف بدست آمده است. به منظور مقایسه، حل تکه ای برای تقریب شتاب گرانش خطی نیز به کار برده شده است. نتایج شبیه سازی و محاسبه بار محاسباتی نشان می دهد که روش ارائه شده نسبت به روش تقریبی شتاب گرانش خطی در مختصات مطلق و روش خطی سازی در مختصات نسبی، به ازای بار محاسباتی نسبتا یکسان، دقت بیشتری دارد.کلید واژگان: خطای تلاش صفر، شتاب گرانش متناسب با عکس مکعب فاصله، حل تکه ایIn this paper, an approximate solution of zero-effort-miss distance in spherical earth model is obtained in Earth-centered inertial (ECI) coordinates. In this approach, the gravitational acceleration is assumed to be inversely proportional to the cubic distance of space vehicle from the earth center. The present solution gives an explicit formula in terms of initial conditions and flight time. Moreover, the piecewise solution, i.e., the connection of solutions, is utilized in order to increase the accuracy of the algorithm. For this propose, the total flight time is divided into several interval using middle points. In each interval, the gravitational acceleration is taken to be inversely proportional to the cubic distance, but the correction constant is updated for each interval. The accuracy of the proposed method and its computational burden are calculated for various numbers of time intervals. For comparison purpose, the piecewise solution is also applied to the linear gravity approximation. The simulation results and calculation of computational burden show that the presented method has better accuracy than linear solution in ECI reference and linearized solution for relative motion with the same computational burden.Keywords: zero, effort miss, gravitational acceleration inversely proportional to the cubic distance, piecewise solution
-
در این مقاله، تاثیر مرتبه تابع تبدیل عملگر تراستر در کنترل وضعیت تک محوره ماهواره صلب با استفاده از دو تراستر مختلف الجهت بررسی می شود. دینامیک تراستر با یک تاخیر زمانی خالص به همراه یک تابع تبدیل از مرتبه دلخواه با قطب های یکسان مدل شده است. برای این منظور، کنترلگرهای بنگ بنگ، اشمیت تریگر و مدولاتور پهنا و فرکانس پالس استفاده شده است. مرتبه تابع تبدیل با توجه به پروفیل های تجربی موجود برای چند نوع تراستر، انتخاب شده است. با توجه به نمودارهای تجربی، بطور معمول مرتبه دینامیک کمتر از دو توصیه نمی-شود. به علاوه، نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تغییر مرتبه تابع تبدیل تراستر روشی مناسب برای اعمال عدم قطعیت در طراحی کنترل وضعیت و همچنین آنالیز حساسیت نسبت به مرتبه تابع تبدیل می باشد.
کلید واژگان: دینامیک تراستر، کنترلگر بنگ بنگ، اشمیت تریگر، مدولاسیون پهنا و فرکانس پالسIn this paper, effect of order of the thruster transfer function is investigated for a single-axis attitude control of a rigid satellite using two sets of opposing thrusters. The thruster dynamics is modeled by a pure delay in series with an arbitrary-order transfer function (TF) consisting of similar first-order lags. For this purpose, bang-bang controllers, bang-bang with dead zone, Schmitt-trigger and PWPF modulator are used in the analysis. The thruster dynamics order is selected using existing empirical thruster profiles. Considering the empirical profiles, usually a TF’s order lower than 2 is not recommended. Simulation results show that the TF’s order may be considered as an uncertainty applied to the attitude control problem and its sensitivity analysis.Keywords: Thruster Dynamics, Bang, Bang Controller, Schmitt, Trigger, Pulse Width, Pulse Frequency Modulation -
در این مقاله، حل صریح هدایت خط دید بهینه برای سیستم های کنترل دوجمله ای مرتبه دوم بدون شتاب اشباع بصورت حلقه بسته استخراج می شود. معادلات حرکت برای حل بهینه به صورت تک بعدی در نظر گرفته شده و زمان و موقعیت نهایی معلوم و ثابت فرض شده است. بعلاوه، استخراج معادلات با استفاده از سه فرم بی بعدسازی انجام شده است که سبب افزایش قابلیت در طراحی و بهبود تحلیل عملکرد قانون هدایت بهینه استخراج شده می شود. با توجه به ریزپردازنده های کنونی، بار محاسباتی قانون هدایت بهینه استخراج شده در حد معقولی است؛ اگرچه از برازش منحنی برای بهره های هدایت و یا ذخیره سازی داده می توان استفاده نمود. عملکرد قانون هدایت خط دید بهینه مرتبه دوم با قوانین هدایت خط دید بهینه با سیستم کنترل مرتبه صفر (ایده آل) و مرتبه اول با اعمال سیستم های کنترل مرتبه سوم، چهارم و ششم و در حالت با محدودیت شتاب و بدون محدودیت شتاب بصورت بی بعد مقایسه شده است. همچنین تاثیر زمان نهایی، ثابت زمانی سیستم کنترل، ضریب وزنی انحراف از خط دید و محدودیت شتاب نیز بررسی شده است. تحلیل فاصله خطای بی بعد نشان می دهد که فاصله خطای سیستم هدایت بهینه مرتبه دوم به ازای زمان های پرواز کوتاه به ویژه در وسایل پروازی با قابلیت مانوری زیاد، کمتر از دو قانون هدایت مرتبه صفر و مرتبه اول می شود.
کلید واژگان: هدایت خط دید، هدایت بهینه، تحلیل خطای نهایی بی بعد، سیستم کنترل مرتبه دومIn this paper, an explicit optimal line-of-sight guidance law for second-order binomial control systems is derived in closed-loop without acceleration limit. The problem geometry is assumed in one dimension and the final time and final position are fixed. The formulation is normalized in three forms to give more insight into the design and performance analysis of the guidance law. The computational burdun of the guidance law is reasonable for now-a-day microprocessors; however curve fitting or look-up table may be used for the implementation of the second-order optimal guidance law. The performance of the second-order optimal guidance law is compared in normalized forms with zero-lag and first-order optimal guidance laws using third-, fourth-, and sixth-order binomial control systems with/without acceleration limit. Moreover, the effect of the final time, the equivalent time constant of the vehicle control system, the vehicle-to-target line-of-sight weighting factor in cost function, and acceleration limit are investigated. Normalized miss distance analysis shows that the miss distance of the second-order guidance law is smaller than the two mentioned schemes for small total flight times, especially with large maneuvering capability.Keywords: Line, of, Sight Guidance, Optimal Guidance, Normalized Miss Distance Analysis, Second, Order Control System -
در این مقاله، ماهواره های کن ست و کیوب ست، به عنوان دو فعالیت فضایی - دانشگاهی، به انضمام ماموریت ها و کاربردهای آنها به اجمال بررسی شده است. برای این منظور به روند طراحی، امکانات و تجهیزات مورد نیاز، هزینه ها، استانداردها، مسابقات و شرکت های فعال در این زمینه اشاره شده است. سپس طراحی و ساخت کن ست و کیوب ست با توجه به جرم اندک و هزینه ناچیز پرتاب، سادگی و سهولت ساخت، ماژولار بودن و سرعت اجرا از یک دهه پیش و با ظهور فناوری میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک در دانشگاه ها با اهداف آموزشی آغاز شده و با افزایش سرمایه گذاری به سمت اهداف کاربردی و تجاری روبه گسترش است. دانشجویان در دو فعالیت کن ست و کیوب ست در چرخه ای کامل از طراحی، ساخت، پرتاب و بهره برداری از یک ماهواره قرار گرفته و با کسب دانش سیستمی طراحی ماهواره، تجربه کار گروهی، فعالیت میان رشته ای و بهره برداری از ماهواره پرتاب شده، تجربه ارزشمندی از یک پروژه فضایی را در زمانی کوتاه کسب می کنند. این دو پروژه می تواند در آموزش مهندسی و تربیت مهندسان، که یکی از چالش های حاضر نظام آموزش عالی کشور است، سهم به سزایی داشته باشد. بررسی حاضر، که در ابعاد مختلفی انجام شده است، سعی در ترغیب دانشجویان و مدیران مربوطه در گسترش این دو فعالیت فضایی در کشور دارد.
کلید واژگان: پیکوماهواره، کن ست، کیوب ست، فعالیت فضایی دانشگاهی -
در این تحقیق، معادلات هدایت ضمنی در مختصات قطبی استخراج شده است. بر حسب کاربرد، ممکن است استفاده از هدایت ضمنی در مختصات قطبی بر معادلات هدایت ضمنی در مختصات دکارتی ترجیح داده شود. همچنین بر حسب نوع مسئله، ممکن است استخراج روابط تحلیلی برای ماتریس حساسیت با استفاده از مختصات قطبی آسا ن تر باشد؛ لذا استخراج این روابط در مختصات قطبی و تبدیل روابط به مختصات دکارتی می تواند مفید باشد. در ادامه نیز نتایج حل به مختصات استوانه ای تعمیم داده شده است.
کلید واژگان: هدایت ضمنی، سرعت لازم، ماتریس حساسیتIn this paper, implicit guidance equations are derived in polar coordinates. Depending on applications, implicit guidance equations in polar coordinates may be preferred over cartesian coordinates. Moreover, depending on the type of guidance problem, analytical solutions for sensitivity matrices may be simplified using polar coordinates. Therefore, transformation of implicit guidance equation into polar coordinates can be useful in guidance problems. In addition, the resulting equations are extended to cylindrical coordinates.Keywords: Implicit guidance, Required velocity, Sensitivity matrix -
در این مقاله، یک الگوریتم هدایت برای حامل های ماهواره در مرحله صعود در داخل اتمسفر و در حضور باد با استفاده از منطق فازی ارائه می شود. در این الگوریتم، قیود میانی ماکزیمم زاویه حمله مجاز در لحظه ماکزیمم فشار دینامیکی و حاصل ضرب فشار دینامیکی در زاویه حمله و همچنین قیود نهایی ارتفاع، زاویه بردار سرعت و حداقل اندازه سرعت در نظر گرفته شده است. این الگوریتم با استفاده از کنترل کننده فازی ممدانی به روش مینیمم- ماکزیمم برای سیستم استنتاج فازی و روش مرکز جرم برای غیرفازی ساز طراحی شده است تا اثر نا مطلوب باد تقلیل یابد و در عین حال قیود میانی و نهایی را ارضاء کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده، سبب بهبود عملکرد پروازی حامل ماهواره شده و می تواند قیود مذکور را در بازه ای مشخص از حداکثر خطای تخمین سرعت باد تامین کند.
کلید واژگان: حامل ماهواره، هدایت، منطق فازی، غیرفازی ساز، زاویه فراز، اثر بادIn this paper, a fuzzy logic guidance algorithm is presented for the ascending phase of satellite launch vehicles in the presence of wind effects. In this algorithm, the midcourse constraints including maximum allowable angle of attack at the maximum dynamic pressure and the product of the dynamic pressure and angle of attack, as well as constraints on the final altitude and flight-path angle are considered. The algorithm uses a Mamdani-type fuzzy controller with centroid defuzzification.Maximizing and minimizing set methods to reduce wind effect, while satisfying the midcourse and final constraints. Simulation results show that the presented algorithm improves the performance of the satellite launch vehicle, satisfying the constraints within the maximum allowable estimation error on wind speed.Keywords: Launch vehicle, Fuzzy guidance, Ascend phase, Wind effect -
در این مقاله، تحلیل فاصله خطای استراتژی بهبودیافته ناوبری تناسبی با بازخورد شتاب جانبی، برای سیستم هدایت و کنترل مرتبه دوم در حضور اثر رادوم و نویز جستجوگر با استفاده از معادلات بی بعدشده روش الحاقی ارائه شده است. در این تحلیل، از مدل خطی شده استفاده شده و شیب خطای رادوم ثابت فرض شده است. با استفاده از نمودارهای بی بعد حاصل، روابط تقریبی فاصله خطا ناشی از نویز جستجوگر و اثر رادوم برای سیستم هدایت و کنترل مرتبه دوم با دو قطب حقیقی مجزا به دست می آید. نمودارهای بی بعد و روابط تقریبی حاصل برای تحلیل و طراحی اولیه سیستم هدایت، مفید خواهد بود. به علاوه، با استفاده از روابط تقریبی حاصل می توان بهره ها و ثابت زمانی سیستم هدایت را به طور متغیر طراحی نمود که سبب بهبود عملکرد و پایداری سیستم هدایت و کنترل در ارتفاع پایین و بالا می شود.
کلید واژگان: فاصله خطا، ناوبری تناسبی، نویز جستجوگر، اثر رادوم، روش الحاقیIn this paper, miss distance analysis of a modified proportional navigation with lateral acceleration feedback is presented using normalized equations of adjoint method in the presence of radome effect and seeker noise. In this analysis, linear model is utilized. Also, radome error slope is assumed to be constant. Approximate formulas of miss distance are presented for second-order control system with two real distinct poles, using obtained nondimensional miss distance curves. These curves and formulas are useful for guidance system analysis and preliminary design. Moreover, using the approximate formulas, the guidance gain and time constant can be designed as variables to enhance the stability and performance of the guidance and control system in low and high altitudes.Keywords: Miss Distance, Proportional Navigation, Seeker Noise, Radome Effect, Adjoint Method -
در این مقاله، اثر سیستم کنترل ناکمینه فاز در فاصله خطای یک دسته از قوانین هدایت تک بعدی شده به ازای خطای سمت اولیه و همچنین برای اهداف با مانورهای ثابت و متغیر شامل مانورهای شیب و سینوسی ارائه شده است. دینامیک سیستم هدایت و کنترل با یک تابع تبدیل مرتبه پنجم با اعمال اثر اشباع شتاب و در حضور اثر رادوم مدل شده است. به عبارت دقیق تر، جستجوگر و فیلتر نویز هر کدام با یک تابع تبدیل مرتبه اول و دینامیک سیستم کنترل و بدنه مجموعا با یک تابع تبدیل مرتبه سوم ناکمینه فاز مدل شده است. تحلیل فاصله خطا با استفاده از بی بعدسازی معادلات و رسم نمودارهای بی بعد انجام شده است که منجر به ارائه نمودارهای مفیدی برای بررسی رفتار پارامترهای مختلف بخصوص اثر صفر ناکمینه فاز جهت تحلیل، اصلاح و طراحی یک دسته از قوانین هدایت خطی و غیرخطی می شود.
کلید واژگان: فاصله خطا، ناکمینه فاز، اثر رادوم، معادلات بی بعدIn this paper, the effect of non-minimum phase control system on the miss distance of a class of one-dimensional guidance law due to initial heading error and also constant and time-varying target maneuvers (including ramp and sinusoidal) is presented. The guidance and control system dynamics is modeled by a fifth-order transfer function with acceleration limit and radome effect. More precisely, each of the seeker and noise filter is taken as a first-order transfer function. The control system and airframe are modeled by a third-order non-minimum phase one. Miss distance analysis is made by using normalized governing equations and plotting normalized curves, resulting in useful curves for parametric study specially the effect of zero location of airframe dynamics for analysis, modification, and design of a class of linear and nonlinear guidance laws.Keywords: Normalized miss distance, Non, minimum phase system, Radome effect -
در این مقاله، حل تحلیلی فاصله خطای استراتژی بهبودیافته ناوبری تناسبی با بازخورد سرعت زاویه بدنه و شتاب جانبی در حضور اثر رادوم و نویز جستجوگر با استفاده از روش الحاقی ارائه شده است. دینامیک سیستم کنترل با یک تابع تبدیل مرتبه اول مدل شده است. با فرضیات مذکور، تابع تبدیل از نرخ چرخش خط دید به شتاب جانبی بصورت یک تابع تبدیل مرتبه اول بدست می آید. بنابراین، ضریب ناوبری معادل و ثابت زمانی معادل آن بر حسب شیب رادوم و ضرایب قانون هدایت حاصل می شود. در نتیجه، اثرات رادوم، بازخورد شتاب جانبی و مشتق آن در ثابت زمانی و ضریب ناوبری معادل و در نتیجه فاصله خطا حاصل می آید. روابط منتج با تحلیل عددی آماری صحه گذاری شده است. در ادامه، ضرایب قانون هدایت مذکور به منظور بهبود عملکرد هدایت تناسبی بصورت متغیر، طراحی و ارائه شده است که سبب افزایش محدوده پایداری و کاهش فاصله خطا می شود.
کلید واژگان: فاصله خطا، اثر رادوم، نویز جستجوگر، روش الحاقیThis paper presents analytical solution of miss distance of a proportional navigation (PN) modified with body rate and lateral acceleration feedback using adjoint method in the presence of radome effect and seeker noise. The control system dynamics is modeled by a first-order transfer function. Therefore, the transfer function from line-of-sight rate to lateral acceleration is derived as a first-order transfer function, for which the equivalent time constant and gain are obtained in terms of radome slope and guidance coefficients. Consequently, the miss distance relations due to radome slope and seeker noise are obtained in terms of the radome slope and the acceleration and its rate feedback. The resulting relations are verified using statistical analysis. Moreover, the guidance law coefficients are designed as variables to enhance the PN performance, thereby increasing the stability region and reducing the miss distance.Keywords: Miss distance, radome effect, seeker noise, adjoint method -
در این مقاله، معادلات خطی شده هدایت ناوبری تناسبی برای حرکت در صفحه با اعمال اثر اشباع شتاب و در حضور اثر رادوم بی بعد شده و با استفاده از آن تحلیل فاصله خطا انجام شده است. دینامیک سیستم کنترل با یک تابع تبدیل مرتبه اول مدل شده است. سپس به منظور کاهش اثر رادوم در فاصله خطا، فیدبک سرعت زاویه ای بدنه به دستور شتاب افزوده شده و تحلیل خطا صورت پذیرفته است. با استفاده از روش ارائه شده، نمودارهای بی بعد مفیدی برای بررسی رفتار پارامترهای مختلف جهت طراحی و اصلاح هدایت ناوبری تناسبی بدست می آید. در ادامه، معادلات بی بعد برای هدایت تناسبی با جمله های غیرخطی شامل توانهای مختلف نرخ چرخش خط دید نیز استخراج شده است.
کلید واژگان: فاصله خطا، اثر رادوم، هدایت ناوبری تناسبی، معادلات بی بعدIn this paper، the linearized 2-D equations of proportional navigation guidance (PNG) are normalized in order to carry out the missdistance analysis considering acceleration saturation and radome effect. The control system dynamics is modeled using the first-order transfer function. To reduce the missdistance due to radome effect، the body rate feedback is added to the commanded acceleration in the analysis. Using this approach، useful normalized curves are obtained for parametric study and modification of PNG. Finally، the normalized equations of a modified PNG، having nonlinear terms consisting of line-of-sight rate with different powers، are derived.Keywords: missdistance, radome effect, Proportional Navigation -
در این مقاله، یک قانون هدایت میانی سه بعدی با استفاده از نقاط گذر متحرک برای رهگیری اهداف متحرک ارائه شده است. نقاط گذر به گونه ای انتخاب می شود که وسیله پروازی در ابتدا اوج گیری مناسبی کرده و در لایه های رقیق تر اتمسفر مسیر خود را طی کند. البته با تغییر مسیر هدف، موقعیت نقاط گذر اصلاح می شود. وسیله پروازی برای پرواز به سمت نقطه گذر آتی از روش هدایت تناسبی با جبران اثر شتاب جاذبه استفاده می کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که قانون هدایت پیشنهادی برای اهداف در برد بلند و با تغییر مسیر، عملکرد بهتری در مقایسه با روش های هدایت میانی کلاسیک دارد.
کلید واژگان: قانون هدایت، هدایت میانی، نقاط گذر، هدایت تناسبیIn this paper، a three-dimensional midcourse guidance law is presented for interception of moving targets using moving waypoints. The waypoints are selected such that the interceptor ascends initially at higher altitudes to fly its trajectory in the thin layers of atmosphere. The interceptor uses proportional navigation guidance with gravity compensation to fly towards the next waypoint. The waypoint positions are modified in case the target changes its course. Simulation results show that the proposed midcourse guidance has better performance for the long range in comparison with classical midcourse schemes.Keywords: guidance law, midcourse guidance, waypoint, proportional navigation -
در این تحقیق، حل تقریبی بردار سرعت لازم با قید بردار سرعت با فرض شتاب جاذبه خطی بین موقعیت فعلی و موقعیت نهایی ارائه شده است. در ادامه، حل تحلیلی ماتریس حساسیت بردار سرعت لازم نسبت به بردار موقعیت به دست می آید. حل های مذکور به ازای زمان نهایی از پیش تعیین حاصل شده است. آزاد بودن موقعیت نهایی در این مسئله، حل تحلیلی را نسبت به مسائل با قید بردار موقعیت نهایی، دشوارتر می کند. بنابراین، برای محاسبه بردار موقعیت نهایی از سه تقریب استفاده شده است. در نهایت، حل های به دست آمده با حل دقیق برای مدل زمین کروی مقایسه شده است.
کلید واژگان: سرعت لازم، ماتریس حساسیت، هدایت ضمنیIn this research, an approximate solution of the required velocity with final velocity constraint is derived using linear gravity assumption along the path of current position to the final position vectors. Moreover, an approximate solution for sensitivity matrix of the required velocity with respect to the position vector is obtained. The presented solutions are given for a predetermined final time. In this case, for the free final position, the analytical solution is rather more difficult than its fixed final position counterpart. Therefore, three approaches are utilized for approximation of the final position vector. Finally, the obtained solutions are compared to exact numerical one for the spherical- Earth model.Keywords: requrired velocity, sensitivity matrix, implicit guidance
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.