Havadan yere atılan bir füze için farklı güdüm algoritmalarının karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of different guidance algorithms for an air to surface missile
Yazar: GÖZDE YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA YILMAZ
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tezde; hareketsiz, sabit hızlı ve sabit ivmeli hedef tipinin kullanıldığı senaryolar için iki farklı füze dinamiğinin kullanıldığı kapsamlı bir füze hareket modeli üzerinde literatürdeki yaygın güdüm algoritmaları karşılaştırılmıştır.
Atmosfer, güdüm, otopilot ve füze dinamiği modellerini içeren ve istenen füze aerodinamik veri tabanını kullanmaya elverişli bir füze modeli oluşturularak füzenin üç serbestlik dereceli hareketi modellenmiştir. Aerodinamik kuvvet ve momentler ile otopilot kazançları için gerekli olan aerodinamik veri tabanı, füze geometrisine göre Missile DATCOM yazılımı ile elde edilmiştir. Literatüre katkı sağlamak amacıyla ivme ve açı çıkışlı güdüm algoritmaları arasından seçilen yedi algoritma ile üç farklı senaryo için yapılan benzetimler, iki füze geometrisi ile tekrarlanmış, modelin ivme ve açı çıkışlı güdüm algoritmalarına uygun çalışabilmesi için iki otopilot modeli kullanılmıştır. İvme çıkışlı güdüm algoritmalarından Saf Oransal Seyrüsefer Güdümü (SOSG), Gerçek Oransal Seyrüsefer Güdümü (GOSG), Genişletilmiş Oransal Seyrüsefer Güdümü (GNOSG), Parabolik Hedef Takibi Güdümü (PHTG) ve Hız Takibi Güdümü (HTG); açı çıkışlı güdüm algoritmalarından Doğrusal Hedef Takibi Güdümü (DHTG) ile Gövde Takibi Güdümü (GTG) uçuş profilleri, uçuş süresi, füzeye yaptırdığı en yüksek manevra değeri ve füzenin hedefi yakalama performansı bakımından karşılaştırılmıştır.
Oluşturulan kapsamlı füze modeli ve değerlendirilen çok sayıda kriter ile güdüm algoritmaları hakkında kapsamlı bir analiz çalışması elde edilmiştir. Gerçekleştirilen çok sayıda benzetimin sonucunda, güdüm algoritmalarının performanslarının hedef tipine ve füze dinamiğine bağlı olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to compare common guidance laws in literature on a comprehensive missile motion model which two different missile dynamics are used for scenarios with stationary, fixed speed and fixed accelerated target type.
Three degree of freedom movement of the missile was modeled by setting a model of the missile including the atmosphere, guidance, autopilot and missile dynamics suitable for operating the aerodynamic database of the desired missile. The aerodynamic database required for aerodynamic forces, moments and autopilot gains has been obtained by Missile DATCOM software according to missile geometry. In order to contribute to the literature, simulations for three different scenarios with seven algorithms selected from acceleration and angle-output algorithms were repeated with two missile geometries and two autopilot models were used in order to operate the model in accordance with acceleration and angle output guidance laws. Pure Proportional Navigation (PPN), True Proportional Navigation (TPN), Augmented Proportional Navigation (APN), Parabolic Homing Guidance (PHG) and Velocity Pursuit Guidance (VPG) as acceleration output guidance laws and Linear Homing Guidance (LHG) and Body Pursuit Guidance (BPG) as angle output guidance laws were compared in terms of flight profiles, flight time, maximum maneuvering value of the missile and target capture performance.
Comprehensive analysis study about the guidance laws has been obtained with formation of the comprehensive missile model and evaluation of many criteria. The dependence of the performance of the guidance laws on the target type and missile dynamics was observed according to the results of many simulations performed.