Generalized weighted optimal guidance laws in consideration of autopilot lag = 시스템 지연을 고려한 일반화된 가중함수의 최적유도법칙 연구

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본 논문에서는 시스템 지연을 고려한 일반화된 가중함수의 최적유도법칙을 제안한다. 제안된 최적유도법칙은 적절한 가중함수 설계를 통해 사용자가 원하는 유도탄의 궤적을 성형할 수 있고, 오토파일롯 1차 지연을 고려함으로 인해 시스템 지연으로 인한 성능저하를 막을 수 있다. 지난 수년간 목적함수에 특정 가중함수를 적용하는 최적유도법칙 연구가 특정 목적을 위한 유도법칙 설계 방법으로 연구되어 왔다. 특히 최근에는 일반화된 가중함수를 이용한 최적유도법칙이 제안되었고, 이러한 일반화된 가중함수를 이용한 최적유도법칙은 사용자의 목적에 맞는 적절한 가중함수만의 설계로 최적유도법칙을 설계할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 기존의 일반화된 가중함수를 이용한 최적유도법칙은 시스템 지연을 고려하지 않았다. 실제 교전상황에서 시스템 지연은 유도탄 성능에 저하 시킬 수 있다. 특히 종말 호밍시간이 짧고 정밀한 유도가 요구되는 경우에는 반드시 시스템 지연을 고려해야 한다. 본 논문에서는 표적조우뿐만 아니라 특정 조우각 제한조건을 만족하는, 시스템 지연을 고려한 일반화된 가중함수의 최적유도법칙을 제안한다. 본 논문에서는 우선 시스템 지연을 고려한 일반화된 가중함수의 최적유도법칙을 설계한다. 그리고 제안된 유도법칙이 일반화된 유도법칙을 확인하기 위해, 일반화된 가중함수에 특정함수를 적용하고 이를 해석적인 방법을 통해 기존 특정함수의 최적유도법칙과 일치함을 확인한다. 또한 제안된 유도법칙의 실용성 및 우수성을 확인하기 위해 실제 사례에 적용한 결과를 제시한다. 첫 번째 적용사례는 대전차유도무기이다. 대전차유도무기는 에너지 소모의 최적화와 목표물에 대한 파괴력을 높이기 위해 중기유도단계에서 고도유지궤적으로 비행하게 된다. 이러한 대전차유도무기의 궤적 요구조건을 만족하는 최적유도법칙 설계를 위해 적절한 가중함수를 설계하고 이를 본 논문에서 제안하는 일반화된 최적유도법칙에 적용한다. 그리고 기존 대전차유도무기에서 적용되는 유도법칙과의 비교를 통해 제안된 유도법칙의 우수성을 확인한다. 두 번째 적용사례는 탄도탄과 같은 초고속 비행체를 요격하기 위한 유도탄에 적용된 사례이다. 초고속 목표물과의 교전은 대부분 고도가 높은 곳에서 발생하므로 인해 공력에 의한 기동에 제한을 받고 종말 호밍시간이 매우 짧은 것이 특징이다. 이러한 제한조건을 고려한 가중함수를 설계하고 이를 본 논문에서 제안하는 일반화된 최적유도법칙에 적용한다. 그리고 다양한 시뮬레이션을 통해 제안된 최적유도법칙의 우수성을 확인한다.
Advisors
Tahk, Min Jearesearcher탁민제researcher
Description
한국과학기술원 :항공우주공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2015
Identifier
325007
Language
eng
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학과, 2015.8 ,[v, 71 p. :]

Keywords

guidance law; generalized weighting function; optimal control; autopilot lag; impact angle; 유도법칙; 일반화된 가중함수; 최적제어; 시스템지연; 충돌각

URI
http://hdl.handle.net/10203/206511
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=628688&flag=dissertation
Appears in Collection
AE-Theses_Ph.D.(박사논문)
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