Development and comparison of autopilot and guidance algorithms for missiles
Füzeler için otopilot ve güdüm algoritmaları geliştirilmesi ve karşılaştırılması
- Tez No: 201747
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Füze, Otopilot, Güdüm, Kayan Kipli Denetim, Optimal Oransal-Tümlevsel Güdüm, Missile, Autopilot, Guidance, Sliding Mode Control, Optimal Proportional-Integral Guidance
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Füzenin bir hedefi vurabilmesi için, basarılı bir güdüm algoritmasına eslik eden uygun bir otopilot yapısıyla güdümünün yapılması gerekmektedir. Bu çalısmada, kanard kontrollü bir füze için çesitli otopilot ve güdüm tasarımları gelistirilmistir. lk adım olarak, hareket denklemleri ile Missile DATCOM programı yardımıyla bulunan aerodinamik katsayılar kullanılarak füzenin dogrusal olmayan matematiksel modeli çıkarılmıstır. Otopilot tasarımı, dogrusal olmayan füze modelinin denge uçus noktaları etrafında dogrusallastırılması ile baslar. Optimal kontrol teori sonuçları ve kayan kipli denetim genel kavramlarına dayanan denetimciler tasarlanmıstır. Bütün tasarımlarda, hücum ve yuvarlanma açılarını izleyen otopilot yapıları kullanılmıstır. Tasarım süreci boyunca, hücum açısı, Mach sayısı ve yükseklik degerlerindeki degisimler, tasarım sonuçlarında önemli miktarda performans kötülesmesine neden olabilirler. Bu problem, genel olarak bu parametrelere baglı olarak uygulanan kazanç tablolama yöntemiyle çözülmüstür. Literatürde kullanılan birçok güdüm yöntemi mevcuttur. Bu çalısma boyunca, oransal navigasyon güdümü ve onun degisik formları güdüm sistemi tasarımda temel algoritma olarak seçilmistir. Optimal bir güdüm yaklasımı ve kayan kipli bir güdüm yöntemi gibi diger gürbüz güdüm yöntemleri oransal navigasyon güdüm yaklasımıyla performans karsılastırması yapmak için olusturulmustur. Son olarak, tezin içersinde kullanılan tüm güdüm yöntemlerine göre yüksek manevra yapan hedeflere karsı daha basarılı bir güdüm yöntemi olan optimal oransal-tümlevsel güdüm yöntemi önerilmistir.
Özet (Çeviri)
In order to have an interception with a target, a missile should be guided with a successful guidance algorithm accompanied with a suitable autopilot structure. In this study, different autopilot and guidance designs for a canard-controlled missile are developed. As a first step, nonlinear missile mathematical model is derived by using the equations of motion with aerodynamic coefficients found by Missile DATCOM program. Autopilot design starts by the linearization of the nonlinear missile model around equilibrium flight conditions. Controllers based on the concepts of optimal control theory results and sliding mode control are designed. In all of the designs, angle of attack command and roll angle command type autopilot structures are used. During the design process, variations in angle of attack, Mach number and altitude can lead to significant performance degradation. This problem is typically solved by applying gain-scheduling methodology according to these parameters. There are different types of guidance methods in the literature. Throughout this study, proportional navigation guidance and its modified forms are selected as a base algorithm in the guidance system design. Other robust forms of guidance methods, such as an optimal guidance approach and sliding mode guidance, are also formed for performance comparison with traditional proportional navigation guidance approach. Finally, a new guidance method, optimal proportional-integral guidance, whose performance is the best among all of the methods included in the thesis against highly maneuvering targets, is introduced.
Benzer Tezler
- Path following of autonomous underwater vehicles in the presence of unknown disturbances
Otonom sualtı araçlarının bilinmeyen bozuntuların varlığında yol takibi
MUHAMMET AKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Navigation algorithms and autopilot application for an unmanned air vehicle
İnsansız bir hava aracı için seyrüsefer algoritması ve otomatik pilot uygulaması
EREN KAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. VOLKAN NALBANTOĞLU
PROF. DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Gemilerde karina temizliğinin enerji verimliliğine etkisi
The energy efficiency effects of ship hull cleaning
PINAR KARABIYIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ARSLANOĞLU
- Mekatronik tasarım yöntemi ile haritalama yapan sabit kanatlı insansız hava aracı geliştirilmesi ve entegrasyonu
Unmanned fixed wing mapping air vehicle development and integration with mechatronics design method
YUNUS ARIKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET GAYRETLİ
- A total for designing robust autopilots for ramjet missiles
Ramjet füzelerin gürbüz otopilot tasarımı için bir araç
ALPER KAHVECİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Hava ve Uzay HekimliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. VOLKAN NALBANTOĞLU
PROF.DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU