• 제목/요약/키워드: optimal guidance law

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지향각 구속조건을 갖는 원형 목표구역 도달 유도 법칙 (Guidance Law to Reach Circular Target Area With Grazing Angle Constraint)

  • 전인수;이진익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.884-890
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    • 2008
  • 본 논문에서는 원형 목표구역에 무인 비행체가 도달할 때 비행체의 지향각, 즉 속도 벡터의 방향과 비행체와 목표점과의 시선이 이루는 사이 각을 제어할 수 있는 일반화된 중기 유도법칙을 제안한다. 유도법칙의 도출을 위해 비행체의 운동을 비선형 미분 방정식으로 모델링하고 거리함수 가중치를 갖는 제어 에너지 최소화 문제로 접근하여 최적제어이론을 적용하였다. 결과적으로 원형 목표구역 도달 시 지향각 구속조건을 만족시킬 수 있는 최적 해를 도출한다. 해의 수렴성을 비롯하여 제안한 유도법칙의 특성에 대해 고찰한다. 수치적인 시뮬 레이션을 통해 전형적인 시나리오에 대해 제안한 유도법칙의 성능을 시범적으로 보인다.

기동표적에 대한 슬라이딩 모드 유도법칙을 이용한 미사일 강인유도 (Robust Guidance of Missile Against Maneuvering Target Based on Sliding-Mode Guidance Law)

  • 이점효;김경중;김은태;박민용
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.122-125
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    • 2002
  • The optimal guidance has advantages of accuracy and economic energy consumption but it is difficult to implement due to its dependence on the target information such as the relative range, the relative velocity and the acceleration of target. This paper uses optimal guidance and sliding-mode guidance to obtain a new guidance method. The suggested method shows robustness against target maneuvers, good dynamic performance, energy saving of missile and terminal accuracy. Its effectiveness is demonstrated by the simulation results.

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기동표적에 대한 입사각 정의와 입사각 제어 유도법칙 (Definition of Impact Angle and Impact Angle Control Law Against Maneuvering Target)

  • 김현승;박상섭;유창경
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권8호
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    • pp.669-676
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    • 2015
  • 본 논문에서는 기동하는 표적에 대한 입사각 제어 유도법칙을 제안하였다. 제안된 유도법칙은 정지표적에 대한 최적입사각제어 유도법칙을 변형한 것으로서 기존의 PN(Proportional Navigation) 유도법칙에 입사각제어 항이 추가된 바이어스 PN 유도법칙의 형태를 갖는다. 시선각, 비행경로각, 그리고 표적에 대한 상대 비행경로각 관점에서의 세 가지 다른 종류의 입사각을 정의하였다. 다양한 공대공 교전 시나리오에 대한 수치 시뮬레이션을 통해 제안한 유도법칙의 성능을 검증하였다.

Nonlinear Model Predictive Control for Multiple UAVs Formation Using Passive Sensing

  • Shin, Hyo-Sang;Thak, Min-Jea;Kim, Hyoun-Jin
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제12권1호
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    • pp.16-23
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    • 2011
  • In this paper, nonlinear model predictive control (NMPC) is addressed to develop formation guidance for multiple unmanned aerial vehicles. An NMPC algorithm predicts the behavior of a system over a receding time horizon, and the NMPC generates the optimal control commands for the horizon. The first input command is, then, applied to the system and this procedure repeats at each time step. The input constraint and state constraint for formation flight and inter-collision avoidance are considered in the proposed NMPC framework. The performance of NMPC for formation guidance critically degrades when there exists a communication failure. In order to address this problem, the modified optimal guidance law using only line-of-sight, relative distance, and own motion information is presented. If this information can be measured or estimated, the proposed formation guidance is sustainable with the communication failure. The performance of this approach is validated by numerical simulations.

Time-to-Go 추정기를 이용한 목표점 지향 유도 법칙 설계 (Target Pointing Guidance Design Using Time-to-Go Estimator)

  • 황익호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.60-66
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    • 2002
  • In this paper, a new target pointing guidance algorithm is proposed by combining the optimal target pointing solution and a simple time-to-Go estimator. Also investigated are some properties of the guidance algorithm which include a relation to conventional PNG, convergence region and convergence trajectories of error states according to the time-to-go estimator gain. Some guidelines for designing the pointing guidance law are commented based on the convergence properties. A design example in the case of large initial heading errors is presented and its performance is investigated by simulation.

협업 유도탄 간 상대 충돌 각 제어 임무에서 통신 구조에 따른 유도기법의 영향 분석 (Analysis of Guidance Laws for Impact Angle Control Mission of Cooperative Missiles Based on Communication Structure)

  • 고효상;이단일;이명화;최한림
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.1-11
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    • 2024
  • 정보공유 기반의 네트워크 협업 유도탄에 대한 상대 충돌 각 유도기법을 불확실성과 외란이 존재하는 시스템에 적용했다. 협업 유도탄 시스템은 전이 축소 방향성 비순환 그래프로 표현되며, 그 구조에 따라 유도된 중앙집권형 및 분산형 유도기법을 소개했다. 또한, 소개된 유도기법을 유도탄의 통신 구조와 시스템 잡음 유무에 따라 비교하여 그 관계를 분석했다. 상대 충돌 각 제어 임무에서 분산형 정보공유 유도기법의 효과를 분석하기 위해 시스템 동역학에 잡음이 포함된 다수의 유도탄이 불확실성이 포함된 예상 요격 위치에 유도되는 상황을 가정하였다. 다양한 임무 환경에 대해 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 정보공유의 유무와 구조가 시스템에 미치는 영향을 분석했다.

Guidance and Control System Design for the Descent Phase of a Vertical Landing Vehicle

  • Hoshino, Katsutoshi;Shimada, Yuzo
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1998년도 제13차 학술회의논문집
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    • pp.47-52
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    • 1998
  • This study deals with guidance and control laws for an optimal reentry trajectory of a vertical landing reusable launch vehicle (RLV) in the future. First, a guidance law is designed to create the reference trajectory which minimizes propellant consumption. Then, a nonlinear feedback controller based on a linear quadratic regulator is designed to make the vehicle follow the predetermined reference trajectory, The proposed method is simulated for the first stage of the H-II scale rocket.

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유도무기를 위한 통합된 유도기법에 관한 연구 (A study on integrated guidance scheme for guided weapon system)

  • 김병수;한형석;이장규;박성희;이재명;김삼수
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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    • pp.590-595
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    • 1992
  • An integrated guidance scheme for guided weapon system is described in this paper. Against conventional guidance methods, this method combines an autopilot and a guidance law. The controller is designed using LQ regulator whose performance index is different from other optimal guidance laws. Since dynamics of the system is considered in the derivation, the controller performance is improved. By simulation, the suggested method shows better performance in minimum distance sense than conventional guidance schemes such as Bang Bang guidance or Pursuit Guidance. Since the suggested method provides smooth rudder deflection in contrast to the conventional method, the load on a energy source of the system can be greatly lessened.

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지형 회피를 위한 최적 경로점 자동 생성 알고리듬 연구 (A Study on the Algorithm for Automatic Generation of Optimal Waypoint with Terrain Avoidance)

  • 박정진;박상혁;유창경;신성식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1104-1111
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    • 2009
  • 항공기는 저고도에서 임무를 수행할 때, 대공 미사일과 지형 장애물 같은 다양한 위협들에 제약을 받는다. 특히, 항공기는 지면 근처에서 항상 지형과의 충돌 위험을 갖는다. 본 연구에서는 이 문제에 효과적으로 대비하기 위하여, 지형 회피가 고려된 비행경로 생성 알고리듬을 개발하였다. 비행경로 생성 알고리듬에서는 먼저 등고선의 그룹화를 통해 경로점을 생성하고, Dijkstra 알고리듬을 이용하여 적절한 경로점 조합을 구성한다. 구성된 경로점 조합에 대해서는 최적제어 이론을 기반으로 한 최적 경로점 유도법칙을 적용하여, 제어에너지를 최소로 하는 최적의 비행경로를 제시한다.

수동형 탐색기를 장착한 호우밍 미사일의 요격성능 향상을 위한 적응 단속 기동 (Adaptive intermittent maneuvers for intercept performance improvement of homing missile with passive seeker)

  • 탁민제;류혁
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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    • pp.469-474
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    • 1990
  • The implementation of modern guidance law derived from optimal control theory requires accurate current states of target, for example, position, velocity and acceleration etc. But there is no sensors that measure the target states directly. So they are estimated from measurable data. For atmospheric missile engagement, direct application of the modern guidance laws may result In deterioration of Intercept performance because of poor observability associated with angles only-measurements by passive seeker and homing geometry. In this paper, a trajectory modulation method called "adaptive Intermittent maneuvers" is added to the modern guidance law, so the observability is enhanced and, consequently, improved the intercept performance. The estimation algorithm called "modified gain pseudo-measurement filter" is used for tracking filter. It is assumed that the passive seeker measure the angles between line of sight and Inertial frame. The Monte-Carlo simulation for realistic air-to-air Intercept scenario are conducted to demonstrate the effectiveness of intermittent maneuvers.ermittent maneuvers.

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