Model gp–lv pocisku rakietowego: zastosowanie w projektowaniu systemów naprowadzania

• Autorzy: Mikutel Tadeusz , Pietraszek Mariusz , Stępień Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.9222

Warianty tytułu

EN

GP–LV missile model: Application in design of guidance systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono nieliniowy sprzężony model 3D pocisku rakietowego. Pocisk opisano we współrzędnych NED globalnych pozycji obserwatora naziemnego oraz lokalnych prędkości pocisku tworząc tzw. model GP–LV (Global Position – Local Velocity). Ponadto, opracowano propozycje autopilota oraz układu sterowania przyspieszeniem pocisku. Opracowane modele pocisku oraz układu sterowania zastosowano w systemie naprowadzania z układem nawigacji proporcjonalnej, przeprowadzając testy symulacyjne. Wyniki porównano z wynikami innych prac, w celu sprawdzenia przydatności opracowanego modelu i systemu autopilota. Uzyskane wyniki zaprezentowano w pracy.

EN

This work presents a nonlinear fully coupled 3D missile model. The model is described in NED (North East Down) coordinate configuration related to the global position of ground observer and body velocity coordinate system creating the GP-LV (Global Position – Local Velocity) model. Moreover, a proposition of the missile autopilot model is presented as an most important part of described control system with demanded acceleration obtained from a guidance system. The developed model of the missile and the control subsystems are used in a guidance system with a proportional navigation technique to perform simulation tests. The results are compared with results of other works to check and proof the usefulness of developed model and autopilot subsystem. The obtained results and comparisons are presented in the paper.

Słowa kluczowe

PL

pocisk rakietowy; model sprzężony; autopilot; naprowadzanie

EN

missile; coupled model; autopilot; guidance

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 54, iss. 4
• Strony: 45--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mikutel Tadeusz

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych), Poland

• https://orcid.org/0009-0009-8261-7162

autor

Pietraszek Mariusz

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych), Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6456-4778

autor

Stępień Sławomir

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych), Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7777-7684

Bibliografia

• 1. B. Bekhiti, Advanced Strategies for Guidance & Control of Surface-Air Missiles. University of Saad Dahleb-Blida, Algieria, 2024.
• 2. J. Gacek, K. Motyl, K. Sienicki, B. I. Wajszczyk, Wpływ dyskretności sterowania na proces naprowadzania rakiety przeciwlotniczego zestawu rakietowego krótkiego zasięgu. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2021.
• 3. S.J. Zaloga, V-1 Flying Bomb 1942-52. Hitler's infamous "doodlebug". Osprey Publishing, 2005.
• 4. S. Bennani, D.M.C. Willemsen, C.W. Scherer, “Robust LPV Control with Bounded Parameter Rates”, AIAA-97-3641 (August 1997). DOI: 10.2514/6.1997-3641, Available: https://doi.org/10.2514/6.1997-3641.
• 5. C.P. Mracek, J.R. Cloutier, “Full Envelope Missile Longitudinal Autopilot Design Using the State-Dependent Riccati Equation Method”, AIAA-97-3767 (December 1994). DOI: 10.2514/6.1997-3767, Available: https://doi.org/10.2514/6.1997-3767.
• 6. J.S. Shamma, J.R. Cloutier, “Gain-Scheduled Missile Autopilot Design Using Linear Parameter Varying Transformations”, Journal of Guidance, Control and Dynamics, 16, no. 2 (March 1993): 256–63, DOI: 10.2514/3.20997, Available: https://doi.org/10.2514/3.20997.
• 7. C.-F. Lin, Modern Navigation, Guidance, and Control Processing. Vol. 2. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1991.
• 8. S.R. Nekoo, J.Á. Acosta, A. Ollero, “Fully Coupled Six-DoF Nonlinear Suboptimal Control of a Quadrotor: Application to Variable-Pitch Rotor Design”, In: Robot 2019: Fourth Iberian Robotics Conference. ROBOT 2019, Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 1093. Springer, Cham, 2020, DOI: 10.1007/978-3-030-36150-1_7, Available: https://doi.org/10.1007/978-3-030-36150-1_7.
• 9. Design a Guidance System in MATLAB and Simulink, Documentation, Available: www.mathworks.com/help/simulink/slref/designing-a-guidance-system-in-matlab-and-simulink.html.
• 10. F.A. Faruqi, T.L. Vu, Mathematical Models for a Missile Autopilot Design, DSTO-TN-0449, DSTO Systems Sciences Laboratory, Edinburgh, South Australia, 2002. Available: https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/ADA407845.pdf.
• 11. G.M. Siouris, Missile guidance and control systems, Springer-Verlag New York, 2004.
• 12. P. Hartoko, M. Kaseke, R. Susilo, “Simulation Control Model Missile Surface to Surface Using Simulink MATLAB”, International Journal of ASRO, Vol. 12, Nr 01, pp.185-193, Jan 2021. DOI: 10.37875/asro.v12i01, Available: https://doi.org/10.37875/asro.v12i01.
• 13. M. Pietraszek, Modelowanie i symulacja dynamiki ruchu bomby kierowanej, Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2019.