طراحی قانون هدایت بر پایه فیدبک غیرخطی ترکیبی در مساله هدایت صفحه‌ای با درنظر گرفتن محدودیت شتاب جانبی

معمولاً وجود محدودیت در سیگنال شتاب جانبی، اثرات نامطلوبی بر پایداری و عملکرد حلقه هدایت خواهد داشت. به منظور بهبود پاسخ گذرای سیستم در حضور ورودی مقید، فیدبک غیرخطی ترکیبی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این روش، قانون هدایت علاوه بر قسمت خطی مرسوم دارای یک عبارت غیرخطی اضافی می باشد. در نتیجه مشخصات کیفی پاسخ گذرای سیستم با کمک آن تغییر داده می‌شود. بخش غیرخطی تابعی از نرخ زاویه خط دید بوده به گونه‌ای که در مبدا و در بینهایت بی اثر گردد. همچنین در محدوده خاصی از نرخ زاویه خط دید، آن عبارت اضافی بر پاسخ گذرای سیستم متاثر می‌باشد. در این مقاله، برای بخش خطی قانون هدایت، هدایت تناسبی انتخاب شده است. از این رو، با استفاده از ایده فیدبک غیرخطی ترکیبی، یک الگوریتم هدایت برای مساله ردیابی هدف ارائه می‌گردد. با هدایت پیشنهادی، پایداری سیستم هدایت با نظریه پایداری لیاپانف به صورت تحلیلی اثبات می‌گردد. سپس رویکرد مطرح شده در یک مثال عددی شبیه‌سازی شده و نتایج آن با روش هدایت موجود مقایسه خواهد شد. در حضور قید در ورودی شتاب، همان‌گونه مورد انتظار است هدایت پیشنهادی در قیاس با سایر رویه‌های مشابه، با تضمین پایداری حلقه، عملکرد و پاسخ گذرای حلقه هدایت را به طور چشم‌گیری بهبود می‌دهد. 

a composite nonlinear feedback based guidadance law for guidance problem in presence of constrained latteal accelation

usually, constrained lateral acceleration would have undesirable effects on the stability and performance of a guidance system. the composite nonlinear feedback (cnf) can be effectively used to improve the transient response of the closed-loop system in the presence of the constrained input. in this way, guidance law consists of an extra nonlinear term besides the conventional linear one. as a result, such a term adjusts the qualitative characteristics of the transient response. meanwhile, the nonlinear term is a function of the rate of line-of-sight (los) angle which is not activated at origin and infinity. thus it would be effective only in a specified region. in this paper, proportional navigation is employed for the linear term of the cnf-based guidance law. therefore, a guidance algorithm is developed for tracking problems using the cnf idea. applying the proposed guidance method, the closed-loop stability is analytically proved via the well-known lyapunov stability theory. the suggested approach is simulated in a numerical example. then the results are compared with an existing technique. as expected, guaranteeing closed-loop stability, in contrast to a similar method, the addressing scheme considerably improves the performance and transient response of the guidance system in the presence of lateral acceleration limitations.