This thesis presents impact control guidance laws for cooperative attack of multiple missiles with communication. The cooperative guidance strategy is firstly studied as a centralized control problem where the multiple missiles are fully connected with communication network. The general solutions for two player problem are obtained for both Linear Quadratic Regulation problem and Tracking problem. For regulation problem a coupled constraint on terminal velocity of two missiles are incorporated so that their vertical components sum to zero at the terminal time for maximum survivability. And for tracking problem the velocity constraint is modified to track a desired impact angle at the terminal time. The general solution for two player problem is extended for n-missiles system via hamiltonian approach to get the general solution. Secondly, for realistic consideration a decentralized control problem is studied. The decentralized control problem includes an information structural constraint which the is generally hard to solve. In this thesis the states are separated to accessible information part to the player who has less information and the remainders. Then it is shown that the decentralized control problem can be separated to two centralized control sub-problems. Therefore the optimal solution can be expressed in terms of two Riccati equations. The optimal strategy is that the player who has less information has the authority of the overall control strategy under its estimation value, and the player who has full information has an ability to support the other player’s decision by minimizing the difference of estimation error. The decentralized strategy is applied to two missiles cooperative attack where their communication network is limited to one-way.
오늘날 유도탄 방어체계의 발달로 인해 유도탄이 임무를 달성하기 위해서는 충분한 생존율을 확보해야 한다. 특히 대함 유도탄의 경우 강력한 최후 방어선인 근접화기(Close-In Weapon System)에 노출될 경우 충분할 생존율을 확보하기 어렵다. 이에 대한 대응 전략으로 다수의 유도탄을 활용한 협업공격이 있다. 이때 각 유도탄의 생존율을 높이기 위하여 유도탄의 진입 각을 제어하는 기법이 필요하다. 본 논문은 다수의 유도탄이 통신을 통해 서로의 정보를 이용할 수 있을 때 유도탄 사이의 진입 각을 최적제어이론에 기반하여 제어하는 유도법칙들을 다루고 있다.
먼저 단일 유도탄에 대해서 잘 알려진 비례항법 유도 법칙 및 랑데부 유도법칙을 두 대의 유도탄에 대하여 확장하였다. 이때 두 유도탄의 최종 수직속도에 대한 구속조건을 두어 두 수직속도의 합을 최소화시키는 regulation 문제와 원하는 진입 각을 추종하는 tracking 문제에 대하여 연구를 수행하였다. 이 유도법칙들은 상화간의 상태정보를 이용하므로 통신을 통해 연결해야 한다. 또한 두 대 이상의 다수 유도탄에 대한 유도법칙으로 확장 시킬 수 있음을 확인하였다.
한편 실제 상황에서는 다수의 �㎶봉�통신으로 연결 및 유지하는 것은 많은 문제점들을 야기한다. 그러므로 두 대의 유도탄에 대해 단방향으로 통신이 구성될 때 최적의 분권화된 제어전략에 대한 연구가 수행되었다. $t_{go}$ 에 대한 다함함수로 주어지는 유도탄 유도법칙에 적용하기 위해서 분권제어 문제는 연속 유한 시간 영역에서 정이 되었으며, 다른 시간 영역에서 구해진 관련 연구들의 결과가 연속 유한 시간 영역에서도 유효함을 확인 하였다. 이때 최적의 전략 통신을 받지 못하는 유도탄은 상대 유도탄의 초기정보에 기인한 추정 값을 사용하고 통신을 받는 유도탄은 상대 유도탄을 정보 부족을 고려하여 자신의 상태가 추정 값에 맞추어 지도록 추가적인 입력을 구성해야 함을 확인하였다. 결과적으로 전체적인 유도법칙은 정보가 부족한 유도탄의 전략을 따르고 정보가 많은 유도탄이 이를 보조하는 형태이다. 이를 이용한 유도법칙에 대한 성능을 모의 비행 해석을 통해 확인 하였다.
