An optimal solution of a nonlinear stochastic control problem generally has a dual-control effect. A guidance law with dual-control effect can achieve a correct balance between maintaining good guidance performance and small estimation errors. However, it is impossible to obtain a closed-loop solution of the nonlinear stochastic control problem.
In this dissertation, practical dual-control guidance laws are proposed to achieve ultimately good interception performance for passive homing missiles. First, adaptive intermittent maneuver strategy is proposed. The adaptive intermittent maneuver strategy has switching threshold levels to balance between guidance error and target observability. Second, sliding mode control is used to obtain the dual-control guidance law. A manifold based on the target observability is used as a sliding manifold. Last, direct stochastic optimization is performed by co-evolutionary augmented Lagrangian method. Because the solutions are open-loop solutions, a feedback guidance law implemented a neural network is proposed for the case of application.
Each proposed guidance law is evaluated by Monte Carlo simulations. Simulation results show that the proposed guidance laws are superior to the conventional guidance law without the dual-control effect. The adaptive intermittent maneuver strategy is the most practical guidance law among the proposed dual-control laws in view of simplicity to interception performance.
비선형 스토캐스틱 문제의 최적해는 이중효과를 가질 수 있다. 이러한 이중효과를 갖는 유도법칙은 양호한 유도성능과 적은 추정오차 사이의 적절한 균형을 이룰 수 있게 한다.
그러나 해석적인 이중제어 유도법칙을 얻는 것은 불가능하기 때문에 본 논문에서는 수동형 호밍 유도탄에 대한 실용적인 이중제어 유도법칙들을 제안하고 그 성능을 비교하였다. 먼저, 적응단속기동 유도법칙을 제안하였다. 적응단속기동 유도법칙은 유도오차와 가관측성에 대한 문턱치 함수를 이용하여 유도명령을 단속하면서 이중제어 효과를 얻는 것이다. 두번째로 슬라이딩모드제어 유도기법이 제안되었다. 표적 가관측성 분석에 기초한 시선각 변화 곡선을 슬라이딩 매니폴드로 정의하여 이를 추종하는 이중제어 유도법칙을 구현하는 것이다. 끝으로 진화연산 방법중의 하나인 보완 라그랑지안 공진화 방법을 이용하여 여러가지 교전상황에 대한 스토캐스틱 최적화를 직접 수행하였다. 구해진 최적해는 개루프 형태의 해가 되므로 신경회로망 학습을 통하여 피드백 유도법칙을 구현하였다.
각 유도기법을 평가하기 위해 몬테칼로 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 제안된 유도법칙들은 보통의 유도법칙보다 우수한 요격성능을 보여 주었다. 제안한 이중제어 유도법칙중 적응단속기동 유도법칙이 단순성과 요격성능 면에서 가장 실용적이었다.
