مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی هدایت غیر خطی پایدار یک وسیله زیرآبی در خط اثر شناور توسط مسیر تخمین زده شده با فیلتر پارتیکل

نویسندگان
1 مدیر گروه دینامیک پرواز و مهندسی فضایی / دانشکده هوافضای دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشجوی دکترای دانشکده هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
هدایت یک وسیله زیرآبی در مسیر خط اثر شناور هدف به دلیل پیچیدگی هدایت در آب و همچنین محدودیتهای حسگرها همچنان به عنوان اصلی‌ترین روش هدایت آشیانه‌یابی به حساب می‌آید. از معایب هدایت خط اثر شناور می‌توان به حرکت زیگزاگی جهت کشف مجدد آن اشاره کرد که با توجه به کاهش سرعت خطی نزدیک شدن به هدف گاها به آن نرسیده و اصابت و تخریب ناتمام می‌ماند. به همین علت ایده‌های مختلفی برای بهبود حرکت در مسیر خط اثر شناور مطرح شده است که هر کدام دارای محاسن و معایبی هستند. مدل خط اثر شناور با توجه به پیچیدگی و همچنین ناپایداری آن جهت استخراج مشخصات، به پدیده‌ای بسیار غیر خطی تبدیل شده و هدایت در آن به عنوان گلوگاهی در وسیله‌های زیرآبی است. با توجه به اینکه ناحیه کشف خط اثر شناور توسط حسگر به اندازه کافی گسترده نیست، کشف آن فقط در نزدیکی خود ممکن می‌شود، بنابراین مسیر واقعی آن قابل کشف نبوده و در نتیجه روش هدایتی پیشرفته در دسترس نیست. به همین علت پیشنهاد می‌شود جهت هدایت خط اثر شناور از روشی برای تعقیب مسیر ناشناخته استفاده شود. این قانون هدایت شامل دو بخش تخمین مسیر خط اثر شناور و هدایت غیر خطی در آن است. روش تخمین مسیر با استفاده از فیلتر پارتیکل انجام شده است که توانایی تخمین مسیرهای غیر خطی را داراست. اثبات پایداری روش هدایتی غیر خطی نیز از طریق لیاپانوف انجام می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design of stable nonlinear guidance of an underwater vehicle in the ship wake via estimated path by particle filter

نویسندگان English

Ali Reza Basohbat Novinzadeh 1
Mojtaba Asadi Matak 2
چکیده English

Guidance of an underwater vehicle in the wake of target due to the complexity of guidance in water and also sensor limitations, is still the most important homing guidance method. Disadvantages of wake guidance can be mentioned as zigzag motion for rediscovering the wake in its path which according to the decreasing linear speed of approaching the target, sometime it doesn't reach the target and collision fails. Therefore various ideas, with both positive and negative aspects, have been introduced to improve movement in the wake path. According to complexity of the wake model and also its instability in order to extract its parameters, makes it a very nonlinear phenomenon and guidance in it is a problematic in underwater vehicle. Since the wake detection area by the sensor is not enough widespread, wake is just discovered in the near of itself. Hence the real wake path is not detectable and therefore advanced guidance method is not available. For this reason, it is suggested to use a method of unknown path tracking for the wake guidance. This guidance law consists of two parts of path estimation and nonlinear guidance. The estimation method is performed using particle filter that has the ability to estimate nonlinear paths. The stability proof of nonlinear guidance method is done by Lyapunov.

کلیدواژه‌ها English

Guidance
Underwater vehicle
Wake
Particle filter
Lyapunov