دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 12 2019 10 14 Design of Three-dimensional Robust Guidance Law Using Adaptive Dynamic Programming with Input Saturation Constraint طراحی قانون هدایت مقاوم سه‌بعدی با رویکرد برنامه‌ریزی پویای تطبیقی و درنظرگرفتن اشباع ورودی 3411 3424 3634 10.22060/mej.2019.16834.6451 FA سعید خان کلانتری دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه صنعتی اصفهان ایمان ایزدی دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی اصفهان فرید شیخ الاسلام صنعتی اصفهان Journal Article 2019 07 27 In this paper, a three-dimensional robust guidance law for an interceptor considering input saturation and first-order dynamic for the autopilot system is designed. To attain this goal, first, modeling of the system in three-dimensional spherical coordination using engagement basics has been derived and after that, the appropriate cost function for a collision of interceptor and target considering actuator constraints and in absence of target movement information has been formulated. According to robust control literature for achieving this type of guidance laws, Hamilton-Jacobi-Isaacs differential equation inequality should be solved which unfortunately does not have a closed-form solution in our problem. Therefore, to overcome this challenge, using adaptive dynamic programming theory for solving acquired Hamilton-Jacobi-Isaacs, an algorithm for designing robust guidance law has been presented. Simplification of the differential inequality and also satisfying the robustness of the controller to different unknown target movemnts, are the most important features of the proposed algorithm. Various simulations for targets with different movements and comparison of the proposed method with conventional augmented proportional navigation, show the effectiveness of the designed three-dimensional robust guidance law. در این مقاله، قانون هدایت مقاوم در فضاى سه بعدى براى هدایت رهگیر زمین به هوا با درنظرگرفتن محدودیت اشباع در ورودى هاى سیستم به همراه دینامیک مرتبۀ اول براى سیستم خودخلبان به منظور ارتقاء عملکرد سیستم هاى تدافعى ارائه مى شود. براى دست یابى به این هدف، ابتدا مسئلۀ موردمطالعه در دستگاه مختصات سه بعدى کروى مدل سازى شده و پساز آن با استفاده از اصول هندسۀ درگیرى براى دست یابى به برخورد رهگیر و هدف، تابع هزینۀ مناسب با درنظرگرفتن محدودیت ورودى و عدم اطلاع از شتاب هدف، فرمول بندى مى شود. پس از آن نشان داده مى شود که حل مسئلۀ موردنظر با استفاده از ادبیات طراحى کنترل مقاوم، نیازمند حل نامساوى معادلۀ دیفرانسیلى همیلتون ـ ژاکوبى ـ ایزاک است که براى مسئلۀ موردمطالعه جواب بسته ندارد. ازاین رو براى غلبه بر این مشکل، با استفاده از نظریۀ برنامه ریزى پویاى تطبیقى، یک الگوریتم حل مسئله براى طراحى قانون هدایت مقاوم پیشنهاد مى شود که از ویژگى هاى آن، ساده شدن حل نامساوى دیفرانسیلى به همراه تضمین عملکرد مقاوم کنترل کننده در مقابل شتاب هدف است. شبیه سازى هاى انجام شده براى اهداف با قدرت مانورهاى مختلف و مقایسۀ عملکرد قانون پیشنهادى با روش مرسوم هدایت تناسبى افزوده شده، نشان دهندة کارایى مناسب قانون هدایت مقاوم سه بعدى طراحى شده است. https://mej.aut.ac.ir/article_3634_e2eabaf96372e20a9e3d4b5f83723a61.pdf