Design a of 3-Dimensional Nonlinear Optimal Robust Guidance Law for Homing Missiles against Maneuvering Targets using Genetic Algorithm

Majlesi Journal of Electrical Engineering

مقاله 7، دوره 8، شماره 1، خرداد 2014، صفحه 45-51   

نوع مقاله: Review Article

نویسندگان

Seyed Hamze Moosapour^* ؛ Ghasem Alizadeh

Faculty of Electrical and Computer Engineering, Tabriz University, Iran

چکیده

Optimal sliding mode guidance (OSMG) law is proposed for tactical missiles pursuing maneuvering targets in three-dimensional space. The most important characteristic of sliding mode control (SMC) is high robustness against parameter variations or external disturbances. Using a Lyapunov function, it is demonstrated that the derived guidance law can stabilize the engagement system. Also, coefficients of controller are chosen using genetic algorithm optimally. Compared with traditional augmented proportional navigation guidance (APNG) law, the proposed guidance law not only can increase robustness against external disturbance and eliminate the effect of target maneuvers but can improve tracking performance and reduce interception time and miss distance. 3-D missile-target engagement is simulated for different target maneuvers and for some various scenarios, then results of the OSMG law are compared with conventional APNG law. Simulation Results confirmed the above mentioned pretensions. تصمیم 3-الأبعاد غیر الخطیة الأمثل قانون التوجیه متین للصواریخ صاروخ موجه ضد أهداف المناورة باستخدام الخوارزمیة الجینیةویقترح القانون الأمثل انزلاق التوجیه وضع (OSMG) للصواریخ التکتیکیة الساعیة إلى تحقیق أهداف المناورة فی الفضاء ثلاثی الأبعاد. وأهم ما یمیز انزلاق مراقبة الوضع (SMC) هو متانة عالیة ضد التغیرات المعلمة أو الاضطرابات الخارجیة. باستخدام وظیفة یابونوف، ویتضح أن القانون التوجیهات المستمدة یمکن أن یستقر النظام الاشتباک. أیضا، یتم اختیار معاملات تحکم باستخدام الخوارزمیة الجینیة على النحو الأمثل. مقارنة مع القانون التقلیدی تضاف توجیه الملاحة النسبی (APNG)، وقانون التوجیه المقترح لیس فقط یمکن أن تزید قوة ضد اضطراب خارجی، والقضاء على تأثیر المناورات الهدف، ولکن یمکن تحسین تتبع الأداء وتقلیل الوقت والمسافة اعتراض تفوت. هو محاکاة 3-D المشارکة الصواریخ المستهدفة لمختلف المناورات الهدف وبالنسبة لبعض سیناریوهات مختلفة، ثم تتم مقارنة النتائج للقانون OSMG مع القانون APNG التقلیدیة. وأکدت نتائج المحاکاة الذرائع المذکورة أعلاه. 3维非线性最优鲁棒制导律的寻的导弹攻击机动目标的基于遗传算法DESIGN A赛义德阿里扎德抽象最优滑模制导（OSMG）法律提出了战术导弹在三维空间中追求机动目标。滑模控制（SMC）的最重要的特点是对参数的变化或外部扰动高鲁棒性。使用Lyapunov函数，证明所得出的制导律能稳定聘任制。此外，控制器的系数得到最佳利用遗传算法选择。与传统的增加比例导引（APNG）法相比，不仅提出的制导律可以提高抗外界干扰的鲁棒性，并消除目标机动的影响，但可以提高跟踪性能，并降低拦截时间和脱靶。 3-D导弹目标交战模拟针对不同的目标机动和一些不同的情况下，那么OSMG法的结果与传统的APNG法相比。模拟结果证实了上述自负。

کلیدواژه‌ها

Missile؛ en؛ guidance؛ optimal sliding mode؛ robust؛ APNG

مراجع

[1] A. S. Locke, “Guidance, and Princeton,” NJ: Van Nostrand, 1955.

[2] C. F. Lin, “Modern Navigation, Guidance, and Control Processing,” Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1991, pp. 252–413.

[3] P. Zarchan, “Tactical and StrategicMissile Guidance,” Washington, DC: AIAA, 1990, pp. 87–110.

[4] A. E. Bryson, Jr. and Y. C. Ho, “Applied Optimal Control,” Waltham, MA: Blaisdell, 1969, pp. 148–176.

[5] J. L. Speyer,W. M. Greenwell, and D. G. Hull, “Adaptive noise estimation and guidance for homing missile,” J. Guidance Contr. Dyn. Conf., pp. 48–56, 1982.

[6] Ciann-Dong Yang, and Hsin-Yuan Chen, “Nonlinear robust guidance law for homing missile,” Journal of Guidance, Control, and Dynamic, Vol. 21, pp. 882–890, July-August. 1998.

[7] S. N. Balakrishnan, and Ming Xin, “Robust state dependent riccati equation based guidance laws,” proceedings of American control conference, pp. 3352–3357, 2001.

[8] C. S. Shieh, “Tunable robust guidance law for homing missiles,” IEE Proc.-Control Theory Appl, pp. 103–107, 2004.

[9] Feng Tyan, and Jeng Fu Shen, “SDRE missile guidance law,” 2010 8th IEEE International Conference on Control and Automation, pp. 866–870, 2010.

[10] G. Alizadeh, and S. H. Moosapour, “backstepping guidance law design for missile against manuvering targets” presented at the 2nd International Conference on Control, Instrumentation, and Automation (ICCIA), 2012 (i