Abstract
A new guidance law to reach circular target area with grazing angle constraint is proposed as one of midcourse guidance laws of unmanned air vehicles. The purpose of the law is to control the grazing angle between the velocity vector of the vehicle and the line of sight to the aiming point, the center of the circular target area, when the vehicle passes any point on the circle. The optimal solution is derived based on the optimal control theory minimizing a range weighted control energy subject to the nonlinear dynamic equations of the vehicle approaching to the circular target area with grazing angle constraint. The major properties including a convergence of the solution are examined and the performance of the law applied to some typical scenarios is shown by the numerical simulation.
본 논문에서는 원형 목표구역에 무인 비행체가 도달할 때 비행체의 지향각, 즉 속도 벡터의 방향과 비행체와 목표점과의 시선이 이루는 사이 각을 제어할 수 있는 일반화된 중기 유도법칙을 제안한다. 유도법칙의 도출을 위해 비행체의 운동을 비선형 미분 방정식으로 모델링하고 거리함수 가중치를 갖는 제어 에너지 최소화 문제로 접근하여 최적제어이론을 적용하였다. 결과적으로 원형 목표구역 도달 시 지향각 구속조건을 만족시킬 수 있는 최적 해를 도출한다. 해의 수렴성을 비롯하여 제안한 유도법칙의 특성에 대해 고찰한다. 수치적인 시뮬 레이션을 통해 전형적인 시나리오에 대해 제안한 유도법칙의 성능을 시범적으로 보인다.