• 제목/요약/키워드: 비례 항법 유도

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비선형 운동방정식에 근거한 비례항법유도의 최적성에 관한 해석 (Analysis on Optimality of Proportional Navigation Based on Nonlinear Formulation)

  • 전인수;이진익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.367-371
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    • 2009
  • 본 논문에서는 기존 연구결과들과 달리 비행체의 운동을 선형방정식으로 표현할 수 있다는 가정을 도입하지 않고 비례항법유도법칙의 최적성에 관한 해석 결과를 제시한다. 비례항법유도법칙은 비행체-표적 거리의 지수함수를 가중치로 갖는 제어 에너지를 최소화하는 최적의 유도법칙임을 비선형 방정식 기반으로 유도한다. 이때 가중함수의 지수와 비례항법상수와의 관계에 대해 설명한다. 또한 이러한 해석의 유효한 조건을 도출한다.

속력변화를 고려한 비례항법유도의 최적성 해석 (Analysis on Optimality of Proportional Navigation With Time-Varying Velocity)

  • 전인수;이진익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권10호
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    • pp.998-1001
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    • 2009
  • 본 논문에서는 기존의 호밍유도법칙으로 널리 사용되는 상수 항법이득을 갖는 비례항법유도법칙이 속력 변화가 있는 경우에도 엄밀한 의미에서 최적해임을 보였다. 해석결과로부터 항법상수가 3인 경우 유도항력에 접근속력이 가중된 성능지수를 최소화하는 최적해임이 확인되었다. 비행체의 운동을 선형방정식으로 표현하고 속력변화를 고려하지 않은 기존 연구결과들과 달리 본 연구에서는 비선형 방정식을 기반으로 속력변화까지 고려하여 비례항법유도법칙의 최적성에 관한 보다 일반적인 해석 결과를 제시하였다.

수동 호밍 유도탄의 충돌각 제어를 위한 복합 유도법칙 (Composite Guidance Law for Impact Angle Control of Passive Homing Missiles)

  • 박봉균;김태훈;탁민제;김윤환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.20-28
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    • 2014
  • 본 논문에서는 비례항법 유도의 특성을 이용하여 수동 호밍 유도탄을 위해 탐색기의 lock-on 조건을 유지하면서 충돌각 제어를 할 수 있는 복합 유도법칙을 제안한다. 제안된 유도법칙은 두 가지 형태의 유도명령으로 구성되어 있다. 첫 번째 유도명령은 초기 유도단계에서 탐색기의 지향각(look angle)을 일정하게 유지키기 위한 것이고, 두 번째는 비례항법 유도명령으로서 특정 시선각 조건을 만족시킨 후 적용하여 원하는 충돌각으로 표적을 타격시키게 된다. 제안된 유도법칙은 유도탄의 탐색기 field-of-view(FOV)와 가속도 제한을 동시에 고려하고, 유도명령을 생성시키기 위해 표적 거리정보와 잔여비행시간(time-to-go) 정보가 필요하지 않기 때문에 수동 호밍 유도탄에 직접 적용할 수 있다. 다양한 비선형 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 유도법칙의 특성 및 성능 분석을 수행한다.

이동표적 타격을 위하여 물리적 구속조건을 고려한 충돌각 제어 복합 유도법칙 (Composite Guidance Law for Impact Angle Control Against Moving Targets Under Physical Constraints)

  • 박봉균;김태훈;김윤환;권혁훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.497-506
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    • 2015
  • 본 논문은 기동이 없는 이동표적에 대하여 탐색기의 FOV(field-of-view) 및 기동가속도 제한 내에서 충돌각 제어를 위한 복합 유도법칙을 제안한다. 제안하는 유도법칙은 비례 항법(proportional navigation)의 특성을 이용하는 것으로 총 두 단계의 유도 명령을 생성하게 된다. 첫 번째 유도명령은 초기 유도단계에서 표적에 대한 지향각(look angle)을 일정하게 유지하게 하고, 특정한 시선각 조건을 만족하면 두 번째 비례 항법 유도로 전환하여 원하는 충돌각으로 표적을 타격하게 된다. 충돌각 설정을 용이하게 하기 위하여 제한된 유도탄의 성능 조건을 가지고 달성 가능한 최대 충돌각 계산방법을 제시한다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 유도법칙의 성능 및 실제 유도탄 환경에 대한 적용가능성을 분석한다.

지능형 포탄을 위한 탄도궤적 유지 유도법칙 (A Guidance Law to Maintain Ballistic Trajectory for Smart Munitions)

  • 박우성;유창경;김용호;김종주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권9호
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    • pp.839-847
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    • 2011
  • 이 논문에서는 포탄의 정밀도 향상을 위한 새로운 유도기법을 제안한다. 미사일 연구에서 널리 사용되고 있는 비례항법 유도기법은 몇 가지의 문제점 때문에 포탄에 적용하기는 힘들다. 비행 중 발생하는 시선각의 변화 때문에 탄착 오차가 없는 경우에도 가속도 명령을 생성하며, 가속도 명령에 의해 만들어지는 비행경로 또한 포탄에 적용이 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 표적과 포탄의 탄착점 오차를 이용하여 유도 기법을 구성하였다. 기본 구성은 비례항법 유도기법과 유사하지만 시선각 변화 대신 경로 수정각을 사용한다. 경로 수정각은 현재 속도와 표적을 향하는 속도의 사이각이며 탄착점 오차로 추정할 수 있다. 탄착점 예측 속도와 정확도를 높이기 위해 신경회로망을 사용하였으며 비례항법 유도기법 결과와 비교하여 이 유도 기법의 적합성을 검증하였다.

스트랩다운 탐색기를 탑재한 유도탄의 안정성 해석 (Stability Analysis of Missiles with Strapdown Seeker)

  • 김태훈;박봉균;권혁훈;김윤환;탁민제
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.332-340
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    • 2011
  • 스트랩다운 탐색기를 탑재한 유도탄의 경우, 비례항법 호밍유도를 위한 관성좌표계 기준 시선각속도 정보를 직접적으로 획득하지 못하기 때문에 유도탄의 자세정보와 탐색기의 지향각 정보를 활용하여 적절히 추정하여야 한다. 하지만, 시선각속도를 추정하는 방법에 따라 획득된 시선각속도 정보에 동체 자세각속도 정보가 포함되어 불필요한 피드백루프(Parasite Loop)가 형성되고, 이로 인해 유도성능이 감소하거나 전체 유도조종루프가 불안정하게 되는 현상(Parasite Effect)이 발생하기도 한다. 본 논문에서는 비례항법 호밍유도를 위한 시선각속도 정보 추정방법과 이에 따라 발생되는 Parasite Loop 원인을 살펴보며, Routh-Hurwitz 안정성 판별법을 이용하여 Parasite Effect를 최소화하는 방안을 제시하도록 한다. 또한 다양한 시뮬레이션을 통해 제안한 방법에 대해 검증하도록 한다.

추적-회피 게임 기반 유도법칙의 성능 분석 (Performance Analysis of Pursuit- Evasion Game Based Guidance Laws)

  • 김영삼;탁민제;유혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.747-752
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    • 2008
  • 본 논문에서는 추적-회피 게임의 해를 기반으로 한 유도법칙을 제안하고, 성능을 분석한다. 추적자를 유도하는데 게임 해의 초기 값을 사용하고, 다음 단계에서 추적-회피 게임의 해를 다시 계산한다. 이 점에 있어서 제안된 유도법칙은 모델예측제어와 유사하다. 회피자가 요격시간을 최대화하는 방향으로 항상 기동하는 추적-회피 시나리오에 대하여, 비례항법유도와 비교한 결과, 제안된 유도기법이 더 넓은 요격영역을 가진다는 것을 확인하였다.

충돌각 제어 호밍유도법칙의 역최적 문제 (Inverse Optimal Problem for Homing Guidance with Angular Constraint)

  • 이진익;이용인
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.412-418
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    • 2007
  • 본 논문에서는 충돌각 구속조건을 갖는 비행체 호밍 제어 유도법칙에 대한 역최적 문제를 제시한다. 편향비례항법 유도법칙의 이득과 LQ 문제에서의 가중치와의 관계를 규명하고, Riccati 방정식으로부터 제어입력이 LQ 최적제어가 되기 위한 영역을 제시한다. 이를 근거로 종말 구속조건을 만족하는 호밍 유도법칙의 제어이득이 최적제어법칙이 되기 위한 범위를 제안한다. 이론적 해석 결과의 타당성은 3-DOF 모의시험을 통하여 확인한다.

시변 연속적 편향 비례항법 유도법칙을 이용한 이동표적의 충돌각 제어 (Impact Angle Control with Time Varying Continuous Biased PNG for Non-maneuvering Target)

  • 박장성;권혁훈;박상혁;김윤영;박봉균
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권9호
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    • pp.742-751
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    • 2018
  • 본 논문은 지대지 교전상황에서 유도탄 탐색기의 Field-of-View(FOV)와 가속도 제한을 고려하여 충돌각을 제어하는 시변 편향 비례항법 유도법칙(Time Varying Biased Proportional Navigation Guidance Law)을 제안하고 있다. 제안한 유도법칙은 FOV 제한을 고려하여 3단계로 구성이 되는데 각 단계에서 편향이 가속도에 직접적인 영향을 미치기 때문에 편향을 생성하는데 있어서 단계가 넘어갈 때 전 단계의 마지막 편향이 다음 단계의 시작 편향이 되도록 하였다. 또한, 교전 상황과 물리적 구속조건을 고려하여 충돌각 도달 여부를 판단하는 로직 또한 설명하고 있다.