هدایت و کنترل مدل دوبعدی یک موشک زمین به هوا با استفاده از کنترل تناسبی، انتگرال گیر، مشتق گیر و فازی بهینه

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 نویسنده مسئول: دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

doi
چکیده

سیستم هدایت و کنترل موشک از سه زیرسیستم ناوبری، هدایت و کنترل تشکیل می‌‌شود. وظیفه این زیر سیستم‌‌ها به ترتیب محاسبه مقدار انحراف وسیله هدایت‌‌شونده از مسیر مطلوب، تعیین حرکت یا شتاب مناسب برای جبران انحراف و ردیابی شتاب و جهت موشک به سمت هدف است. در روش‌‌های معمول طراحی سیستم هدایت و کنترل، هر یک از زیرسیستم‌‌های هدایت و کنترل به‌‌طور جداگانه و با فرض ایده‌‌آل بودن زیرسیستم دیگر طراحی می‌‌شود. در رویکرد هدایت و کنترل یکپارچه، قانون هدایت به‌‌طور جداگانه توسعه‌یافته و با فرض ایده‌‌آل بودن خودخلبان آزموده می‌‌شود. خودخلبان نیز به‌‌طور مستقل طراحی‌شده و با فرض ایده‌‌آل بودن قانون هدایت آزموده می‌‌شود. این مقاله به تشریح روند طراحی و شبیه‌‌سازی عملکرد کنترل‌‌کننده‌‌ تناسبی، انتگرال‌گیر، مشتقی و فازی بهینه می‌‌پردازد که به‌منظور هدایت موشک در یک مسئله دوبعدی کمینه‌‌سازی زمان برخورد و فاصله تا هدف ایجادشده ‌‌است. در کنترل‌‌کننده ترکیبی فازی بهینه، پارامترهای کنترل‌‌کننده فازی نوع ممدانی (شامل توابع عضویت ورودی و خروجی، قوانین استدلال فازی و نیز بهره‌‌های ورودی و خروجی) از طریق حل یک مسئله بهینه‌‌سازی تنظیم‌شده‌اند. در ادامه، پارامترهای کنترل‌‌کننده تناسبی-انتگرالی-مشتق‌‌گیر نوع موازی نیز به کمک حل مسئله بهینه‌‌سازی نامحدب تعیین‌شده و نشان داده می‌‌شود که این نوع کنترل‌‌کننده با پارامترهای بهینه قادر به هدایت بهینه موشک خواهد بود.