هدایت موشک های کروز

هدایت موشک های کروز

اسلاید 1: 1مقدمه‌اي بر هدايت موشك‌هاي كروزدانشگاه صنعتي اميركبير (پلي تكنيك تهران)دانشكده مهندسي هوافضاارايه دهنده: عليرضا بابايي

اسلاید 2: 2مقدمهموشك كروز به نوعي يك هواپيماي بدون‌خلبان است كه مبتني بر برنامه‌ريزي پيش از پرواز يا برنامه‌ريزي حين پرواز به سوي هدفي مشخص هدايت مي‌گردد.ويژگي‌هاي پرواز موشك كروز:پرواز در ارتفاع پايين براي پنهان شدن از ديد رادار براي نوع ضد كشتيپرواز در ارتفاع پايين براي پنهان شدن در ميان عوارض زمين (براي پنهان شدن از ديد رادار)وجود مكان‌هاي خطرناك يا صعب‌العبور در مسير پرواز (مثل سايت‌هاي موشكي دشمن و ارتفاعات بلند)

اسلاید 3: 3بنابراين: براي داشتن پروازي ايمن (عدم برخورد با عوارض) و بهينه، شكل مسير پرواز داراي اهميت زيادي است. ← Path planning Algorithms

اسلاید 4: 4كدامين سو؟

اسلاید 5: 5Terrain Following/Terrain AvoidancePath PlanningTerrain Following (TF)Terrain Avoidance (TA)TATFTF/TA

اسلاید 6: 6

اسلاید 7: 7عامل‌هايي كه موجب پيچيدگي در TF/TA مي‌شوندابعاد فضاي كاري موشكتعداد موانع و هندسه‌ي آن‌هاابعاد فضاي حركتخطا در سنسورهاقيد استاتيكي و ديناميكي موشكحركت مناطق تهديدآميز (يا موانع)بهينگي مسير پرواز

اسلاید 8: 8روش‌هاي طرح‌ريزي مسير (Path Planning)از جمله روش‌هاي طرح‌ريزي حركت موشك‌هاي كروز:روش‌هاي هندسيروش‌هاي مبتني‌بر نقشه‌ي جاده (Road Map)روش‌هاي مبتني‌بر تجزيه‌ي سلولي (Cell Decomposition)روش‌هاي مبتني بر كنترل بهينه

اسلاید 9: 9روش هندسيمبناي روش‌هاي هندسي در طراحي مسير پرواز، ايجاد يك منحني براساس قيدهاي ديناميكي مي‌باشد. در اين روش، ابتدا مبتني‌بر نقشه‌ي ديجيتالي ارتفاع عوارض زمين (DEM) و لزوم عبور يا عدم‌عبور از مناطقي خاص، چندين نقطه‌ي هوايي (Waypoint) مشخص مي‌گردد. آنگاه با استفاده از اصول هندسي و منحني‌ها مسير قابل پرواز مي‌گردد.

اسلاید 10: 10

اسلاید 11: 11روش‌هاي مبتني بر نقشه‌ي جادهدر اين روش‌ها، ابتدا فضاي عاري از مانع موشك به شبكه‌اي از خطوط متصل به هم تبديل مي‌گردد. به اين شبكه، نقشه‌ي جاده گفته ‌مي‌شود (دو روش: Visibility Roadmap و Voronoi Diagram).در مرحله‌ي دوم، موقعيت شروع پرواز و موقعيت هدف به اين شبكه متصل مي‌گردد.در مرحله‌ي سوم، مسير بهينه‌ايي (كه موقعيت شروع و هدف را به هم متصل مي‌سازد) از ميان اين شبكه (مجموعه‌اي از مسيرها) جستجو مي‌گردد (Graph Search).در مرحله‌ي چهارم، بايستي با استفاده از اصول منحني‌ها مسير جستجوشده هموار گردد تا قابل پرواز شود.

اسلاید 12: 12(1) نقشه جاده پديداری (Visibility Roadmap)ساخت گرافي كه گره‌هاي آن راس‌هاي موانع است به طوري‌كه هريال توسط هر دو گره ديده مي‌شود.

اسلاید 13: 13(1) دياگرام ورونوی (Voronoi Diagram)دياگرام ورونوي تمايل دارد كه فاصله‌ي بين جسم پرنده و موانع را حداكثر سازد. اين دياگرام شامل خطوطي است كه از همه‌ي نقاط هم‌-فاصله از حداقل دو مانع ايجاد مي‌گردد.

اسلاید 14: 14(1) دياگرام ورونوی (Voronoi Diagram)

اسلاید 15: 15(1) دياگرام ورونوي (مثال)

اسلاید 16: 16(2) جستجوي گرافروش‌هاي متعددي براي جستجوي گراف وجود دارد:Dynamic ProgrammingDijkstra AlgorithmA* Algorithmدر اين الگوريتم‌ها، ابتدا به هر يال يك مقدار هزينه (بر اساس تابع هزينه‌ي تعريف شده) اختصاص داده مي‌شود. آن‌گاه، الگوريتم‌ها تلاش مي‌كنند مسيري (از ميان مجموعه مسيرها) با كمترين تابع هزينه به گونه‌اي يافت شود كه نقطه‌ي شروع و هدف را به هم متصل نمايد.

اسلاید 17: 17(2) جستجوي گراف (تعريف تابع هزينه‌)

اسلاید 18: 18(2) جستجوي گراف (تعريف تابع هزينه‌)

اسلاید 19: 19(2) جستجوي گراف (الگوريتم داجيسترا)

اسلاید 20: 20(2) جستجوي گراف (مثال)

اسلاید 21: 21(3) هموارسازي مسير پرواز هموارسازي مسير، با توجه به قيدهاي ديناميكي مثل حداكثر شتاب جانبي و يا حداقل شعاع دوران، صورت مي‌گيرد. معمولاٌ، براي اين كار از چندجمله‌اي ها استفاده مي‌شود.

اسلاید 22: 22

اسلاید 23: 23 (1) تجزيه‌ي سلولي تجزيه‌ي سلولي تقريبي: فضاي F با مجموعه‌اي از سلول‌هاي ساده نمايش داده مي‌شود به طوري كه مجموع آنها زيرمجموعه‌اي از F است. اين سلول‌ها معمولاٌ شكل‌هاي منظمي مثل مستطيل و مربع دارند.

اسلاید 24: 24 تجزيه‌ي سلولي (مثال)

اسلاید 25: 25پايان