طراحی هدایت بهینه فاز میانی با استفاده از روش مقیدِ پیش‌بین مبتنی بر مدل با سیگنال کنترل انتشار یافته در حالت تعمیم یافته

در این مقاله روش پیش‌بین مبتنی بر مدل با سیگنال کنترل انتشاریافته در حالت تعمیم یافته به منظور در نظر گرفتن قیود میانی روی مقادیر متغیرهای حالت سیستم و قید اندازه سیگنال کنترل توسعه داده شده است. با استفاده از این روش جدید که در این مقاله با عنوان روش مقیدِ پیش‌بین مبتنی بر مدل با سیگنال کنترل انتشار یافته در حالت تعمیم یافته نامیده شده است، به دلیل استفاده از توابع پایه متعامد و در نتیجه کاهش حجم محاسبات می‌توان یک مساله کنترل بهینه زمان محدود و مقید را به صورت برخط پیاده‌سازی کرد. به منظور ارزیابی کارایی این روش، در این مقاله مساله هدایت فازمیانی یک موشک پدافندی جهت رسیدن به نقطه‌ی خاصی از فضای سه بعدی مدلسازی شده است. قیود مختلفی از جمله قیود سخت و نرم روی مقادیر میانی و نهایی متغیرهای حالت و قیدهای مختلف روی دامنه فرمان شتاب اعمالی به موشک در بازه‌های زمانی متفاوت از مسیر در نظر گرفته شده است. در همه موارد در نظر گرفته شده روش ارائه شده در این مقاله توانسته است فرامین شتاب بهینه را تولید کند به گونه‌ای که تمام قیود در نظر گرفته شده برای مسیر موشک ارضا شود.

Optimal Midcourse Guidance Design Using Constrained Generalized Model Predictive Spread Control Method

In this paper, generalized model predictive spread control methodis developed to consider the intermediate constraints on system states and system inputs. Because of using the orthogonal basis functions and thus reducing the computational burden, this new method which is named constrained generalized model predictive spread control can be used in online implementation of a finitetime constrained optimal control problem. For demonstrating the performance of the proposed technique, in this paper an interceptor midcourse guidance problem is formulated to reach a desired point in space. Several constraints are considered such as: hard and soft intermediate and terminal constraints on system states and different constraints on input acceleration command to the interceptor in different time intervals of the trajectory. It is shown that in all the above situations, the proposed method could produce the optimal guidance commands such that all the interceptor trajectory constraints are satisfied.