علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

طراحی رویتگر غیرخطی توسعه یافته برای تخمین اطلاعات غیرقابل اندازه‌گیری در مسئله هدایت اجسام پرنده

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه کنترل، مجتمع دانشگاهی برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 دانشیار، گروه کنترل، مجتمع دانشگاهی برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 استادیار، گروه کنترل، مجتمع دانشگاهی برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
چکیده
یکی از روش‌های پرکاربرد در مسئله هدایت اجسام پرنده، ناوبری تناسبی می‌باشد. این روش برای محاسبه دستور هدایت به نرخ چرخش خط واصل بین رهگیر و هدف نیاز دارد. به دلایل متعدد از جمله کاهش هزینه، برای اندازه‌گیری اطلاعات رهگیری از جمله زاویه خط دید از حسگرهای ساده استفاده می-شود. بنابراین برخی اطلاعات غیر قابل اندازه‌گیری از قبیل سرعت زاویه‌ای خط دید می‌بایست با استفاده از روابط ریاضی تخمین زده شوند. با توجه به نویزی بودن و مشکلات دیگر، استفاده از مشتق گیر در این شرایط مطلوب نیست. از این رو در این مقاله‌‌ از رویتگر غیرخطی توسعه‌یافته برای تخمین سرعت زاویه‌ای خط استفاده می‌شود. به‌دلیل غیرخطی بودن دینامیک حاکم بر مسئله رهگیری اجسام پرنده، رویتگر پیشنهادی از نوع غیرخطی انتخاب شده است. با انجام یک شبیه‌سازی کامپیوتری، صحت عملکرد رویتگر پیشنهادی نشان داده شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] V ,Behnamgol. “Performance Modifying of the Guidance System by Proposing Novel Algorithms in the Sliding Mode Control”, Ph.D Dissertation, Malek-e-Ashtar University Of Technology, 2015 (In Persian).
[2] Behnamgol, V. and Ghahramani, N.A. “Designing a New Proportional Guidance Algorithm Using Sliding Mode Control”, Aerospace Mechanics Journal, Vol. 10, No. 1, pp. 77-86, 1393 (In Persian).
[3] G, Siouris. "Missile Guidance and Control Systems, Springer." New York , 2003.
[4] W, Wang . L, Defu, and Xu Ping. "Strap-down seeker LOS angular rate estimation." Infrared and Laser Engineering, vol. 44. no. 10, p.p. 3066-3069, 2015.
[5] Gholi Nejad, A. Momeni, HamidReza. Johari Majd, V. “Improving the guidance law of a surface-to-air missile by combining line-of-sight derivatives”, Iran Electrical Engineering Conference, vol. 13, no. 15, pp. 141-145, 1386 (In Persian).
[6] A, Tapas. M , Srinivasa Rao, and N. Prabhakar. "Adaptive estimation of line-of-sight rate measurement from a radio frequency seeker." Defence Science Journal, vol. 55, no.3, p. 307, 2005.
[7] H. Zhao, L.Jun, Y. Jin Hui, and X. Yong B,. "Design of stochastic sliding mode variable structure guidance law based on adaptive EKF." Procedia Engineering, vol. 23,  p.p. 276-283, 2011.
‏[8] Z. Zheng , Y. Xia , M. Fu, and SH. Wang,. "An observer-based missile guidance law."  In 2011 Chinese Control and Decision Conference (CCDC), IEEE, p.p 1282-1287, 2011.
‏‏‏[9] I. Shkolnikov, Y. Shtessel, D. Lianos, and P. Zarchan, "Simulation study of the homing interceptor guidance loop with sliding mode observers versus kalman filter." In AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, p. 4216, 2001.
‏[10] H. J. Marquez, Nonlinear Control Systems, J. Wiley & Sons, Inc. 2003.
‏[11] I. Boiko, and L. Fridman., "Frequency domain input–output analysis of sliding-mode observers." IEEE transactions on automatic control, vol. 51, no.11, p.p. 1798-1803, 2006.
[12] G. Peng, G. Zhang, and X. Lv. "Model-free control using improved smoothing extended state observer and super-twisting nonlinear sliding mode control for PMSM drives." Energies, vol. 14. No. 4, pp. 922, 2021.‏
[13] Sh. Sheng-Li, J.X. Li, and Yi-Ming Fang. "Extended-state-observer-based chattering free sliding mode control for nonlinear systems with mismatched disturbance." IEEE Access, vol. 6, p.p. 22952-22957, 2018.‏
[14] R. Maopeng, J. Li, and L. Xie. "A new extended state observer for uncertain nonlinear systems." Automatica, vol. 131, 2021.‏
[15] Zh. Zhi-Liang, and B. Guo, "A novel extended state observer for output tracking of MIMO systems with mismatched uncertainty." IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 63, no. 1, p.p. 211-218, 2017.
‏[16] H. Yuan, J. Wang, D. Shi, L. Shi, "Toward event-triggered extended state observer." IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 63, 6, p.p. 1842-1849, 2017.‏
‏[17] L.Seokwon, and Y. Kim. "Design of nonlinear observer for strap-down missile guidance law via sliding mode differentiator and extended state observer." 2016 International Conference on Advanced Mechatronic Systems (ICAMechS). IEEE, pp. 143-147, 2016.
‏[18] Xu, Zhuang, T.Zhang, Y. Bao, H. Zhang, and Ch. Gerada,  "A nonlinear extended state observer for rotor position and speed estimation for sensorless IPMSM drives." IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 35, no. 1, p.p. 733-743, 2019.

  • تاریخ دریافت 01 تیر 1400
  • تاریخ بازنگری 15 مهر 1400
  • تاریخ پذیرش 06 دی 1400
  • تاریخ اولین انتشار 23 بهمن 1400