Trajectory optimization of a tactical missile by usinggenetic algorithm
Taktik bir füzenin genetik algoritma ile yörüngeeniyilemesi
- Tez No: 534679
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ TÜRKER KUTAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Bu tezde, taktik bir füze için optimal bir yörünge planlaması çalışılmıştır. Bazı performans kriterlerine ve uygulanan kısıtlamalara göre istenen görev hedefine ulaşmak için füze güdüm algoritmaları kullanılmaktadır. Güdüm algoritmaları ile istenen perfomansa ulaşabilmek için yörünge optimizasyonu yaygın bir yöntemdir. Böylece maksimum son hız, minimum uçuş süresi veya belirli çarpma açısı gibi istenen performans ihtiyaçları karşılanabilmektedir. Füze yörünge planlaması ile optimize edilmiş bir yörünge, gerekli performans kriterlerini sağlayarak füze görevini gerçekleştirmeye yardımcı olmaktadır. Füze yörüngesini optimize etmek için çeşitli optimizasyon algoritmaları kullanılabilmektedir. Bu tezde Genetik Algoritma esas olarak ele alınacaktır. Gradyan tabanlı optimizasyon algoritmalarının da füze yörünge optimizasyonu üzerinde etkinliği incelenmiştir. Füzenin ziyaret etmesi gereken yol noktaları, algoritmanın kontrol parametreleri olarak alınmıştır. Analizler için bir varsayımsal füze modellenmiştir. Yörünge optimizasyon problemi iki senaryo üzerinde ele alınmıştır. Bunlardan birincisinde maksimum hız ve minimum uçuş süresi ile bir hava hedefine ulaşmak amaçlanmıştır. İkincisinde ise sabit bir yer hedefine karşı maksimum hız ile istenilen bir çarpma açısının elde edilmesi amaçlanmıştır. Sonuçlar geleneksel güdüm algoritmalarını kullanan referans modellerle karşılaştırılmıştır. Optimizasyon algoritmaları çevrimdışı koşturulmuş olup, elde edilen öngörülerle füze güdümünde gerçek zamanlı kullanılmak üzere tablolar oluşturulmuştur. Senaryo parametreleri tablonun girdileridir ve bu parametrelere karşılık gelen yol noktaları interpole ederek, füzenin ziyaret etmesi gereken yol noktaları elde edilebilmektedir. Bu sayede, her bir senaryoda optimizasyon algoritmasını çalıştırmadan füze yörüngesinin iyileştirilmesine olanak sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, estimation of an optimal trajectory for a tactical missile is studied. Missile guidance algorithm is developed to achieve a desired mission goal according to some performance criteria and the imposed constraints. Guidance algorithms may include trajectory optimization to shape the whole trajectory in an optimal way, so that the desired performance needs such as maximum impact velocity, minimum time-of-flight or specific crossing angles can be satisfied. By performing missile path planning, an optimized trajectory helps to achieve missile mission with required performance criteria. In order to optimize missile trajectory, various optimization algorithms can be utilized. In this thesis, Genetic Algorithm will be focused on mainly. Efficiency of gradient based optimization algorithms are also studied. Waypoints that missile must visit are taken as control parameters of the algorithm. A hypothetical missile is modeled for the analyzes. Trajectory optimization is perfomed based on two cases. The first one is aimed to reach an air target with maximum velocity and minimum flight time. In the second one, achieving a desired impact angle with maximum velocity against a stationary ground target is the purpose. Results are compared with reference models which uses conventional guidance algorithms. Optimization algorithms are run offline initially and after that with the insights obtained, lookup tables are created for real time use in missile guidance. Scenario parameters are the inputs of lookup tables, and by interpolating the waypoints corresponding to these parameters, waypoints that the missile must visit can be obtained. This allows the missile trajectory to be improved without running the optimization algorithm in each scenario.
Benzer Tezler
- High-speed trajectory replanning and trajectory tracking for collision avoidance
Çarpışma önlemek için yüksek hızlı rota planlama ve rota takibi
MEHMET HASANZADE
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE KOYUNCU
- High-speed trajectory tracking controller design
Yüksek hızlı iz takip kontrolörü tasarımı
OMAR SHADEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. EMRE KOYUNCU
- Flight deck centered cost efficient 4D trajectory planning
Kokpit otomasyonu tabanlı 4D rota planlaması
MEVLÜT UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Assessment and optimization of a hybrid rocket motor as the final stage of small satellite launch vehicle
Küçük uydu fırlatma aracının son kademesi olarak hibrit bir roket motorunun değerlendirilmesi ve optimizasyonu
UKTE AKSEN
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Multistage launch vehicle design with thrust profile and trajectory optimization
İtki profili ve yörünge eniyilemesi ile çok kademeli fırlatma aracı tasarımı
EZGİ CİVEK COŞKUN
Doktora
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL ÖZGÖREN