طراحی قانون هدایت کنترل مود لغزشی به‌منظور کنترل زمان برخورد با هدف مانوردار

کنترل زمان برخورد موشک با هدف دارای مانور در کاربردهایی همچون حملۀ گروهی، از اهمیت بالایی برخوردار است چراکه می‎توان به‎صورت همزمان چندین موشک را به هدف رساند. در این مقاله، به‌منظور کنترل زمان برخورد موشک با هدف مانوردار، قانون هدایتی مبتنی بر روش مود لغزشی پیشنهاد شده است. بدین منظور، در ابتدا با درنظر گرفتن دینامیک غیرخطی برای سیستم هدایت و انتخاب سطح لغزش مناسب، به طراحی کنترل‌کنندۀ مود لغزشی پرداخته و در ادامه با استفاده از روش لیاپانوف، شرط کافی برای پایداری سیستم حاصل ارائه شده است. در این شرایط، سطح لغزش به‌نحوی انتخاب می‌شود که کنترل مود لغزشی، به‌صورت همزمان هم بتواند نرخ خط دید را صفر کند و هم بتواند خطای زمان باقیمانده تا هدف را به صفر برساند. با لحاظ کردن معادلات دینامیک غیرخطی هدف دارای مانور در فرایند طراحی، کنترل‌کنندۀ پیشنهادی تضمین خواهد کرد که موشک در زمان موردنظر به هدف مانوردار برخورد خواهد کرد. در انتها نیز با بهره‌گیری از یک مثال شبیه‌سازی و به‎منظور بررسی کارایی روش معرفی‎ شده در این مقاله، سناریوهای مختلفی برای هدف (ایستا و مانوردار) درنظر گرفته شده و با درنظر گرفتن زمان‌های مطلوب برخورد متفاوت، عملکرد آن در کنار سایر روش‌های موجود مورد بررسی قرار گرفته است.

Impact Time Guidance Law against Maneuvering Targets Using Sliding Mode Control

Controlling the impact time of missiles to the target has great importance in applications such as the cooperative attack of multiple missiles since multiple missiles can be reached a specified point simultaneously. This paper presents a sliding mode based guidance law, to control the impact time against maneuvering targets. At first, by selecting an appropriate switching surface and using nonlinear engagement dynamics, a new sliding mode control has been designed which, the sufficient conditions of its stability are derived using the Lyapunov stability theorem. The sliding surface has been selected such that the line of sight rate and the error of the time to go converge to zero at the same time. By considering the nonlinear dynamic equations of maneuvering targets, this will guarantee to impact the target at the desired time. Unlike the other similar methods, our proposed method does not need the assumptions of small flight path angle and stationary target. Using an engagement simulation model, the effectiveness of the proposed method is shown for different scenarios (static and maneuvering targets) and different impact times. In the end, the comparison results with two similar methods are also presented.