개선된 IMM 필터를 이용한 유도탄 유도법칙 추정

Title
개선된 IMM 필터를 이용한 유도탄 유도법칙 추정
Authors
윤중섭
Keywords
개선된imm필터를이용한유도탄유도법칙추정
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 논문은 IMM (Interactive Multiple Model) 기법 기반의 유도탄 유도법칙 추정필터 (GLEF, Guidance Law Estimation Filter) 를 제안한다. GLEF의 정보를 바탕으로 유도탄의 잔여 비행시간 이나 입사각과 같은 위협도를 산정할 수 있다. GLEF의 필터뱅크는 다양한 종류의 유도법칙을 이용해 구성될 수 있으며 본 논문에서는 비례항법 (PN, Proportional Navigation) 과 입사각제어 (IAC, Impact Angle Control) 유도법칙을 선택하였다. GLEF는 유도법칙으로 이루어진 필터뱅크를 고정된 값의 항법상수나 입사각으로 구성할 필요 없이 해당 파라미터들을 상태변수로서 추정할 수 있다. 이를 위하여 기존의 IMM 기법을 수정한 MIMM (Modified IMM) 기법을 제안하였다. MIMM은 필터뱅크 내의 모델 구조가 다른 조건 및 어느 모델과도 표적 실제 모델이 맞지 않는 경우를 고려할 수 있다. 수치 시뮬레이션을 통하여 다양한 조건 하에서 GLEF의 성능을 확인하였다. GLEF는 유도탄이 단일 유도법칙으로 들어오는 경우 및 중간에 유도법칙이 전환되어 들어오는 경우 모두에 대해 만족할 만한 성능을 보였다. 필터뱅크 내의 어떠한 모델과도 표적의 유도법칙 모델이 맞지 않는 경우도 시뮬레이션 하여 그 결과를 고찰하였다.
Description
Abstract 5 List of Figures 10 List of Tables 13 1 Introduction 14 2 UKF-IMM Algorithm 19 2.1 Multiple Model of IMM Method 21 2.2 Initialization of Filters and Mode Probabilities 21 2.3 Interaction/Mixing 22 2.4 Mode-matched Filtering 23 2.5 Mode Probability Update 25 2.6 State and Covariance Combination 25 3 Modified IMM Filter 27 3.1 Confidence Level of a Model 28 3.2 Dealing with Different Model Structures 29 3.3 Interaction/Mixing 30 3.4 State and Covariance Combination 34 4 Guidance Law Estimation Filter 36 4.1 Adopted Guidance Laws 36 4.2 State and Measurement equations 38 4.2.1 PPN Guidance Law Model 38 4.2.2 IAC Guidance Law Model 39 4.2.3 Measurement Equation 40 4.2.4 Initialization of GLEF 41 4.3 Application of MIMM for GLEF 42 4.4 Guidance Law and Threat Index Estimation 44 4.5 Implementation Aspects 44 5 Numerical Simulations 47 5.1 ATC Example 48 5.2 Case 1 : PPN Guidance Law 51 5.3 Case 2 : IAC Guidance Law 55 5.3.1 Various W applied 56 5.3.2 Comparison of estimation performance 61 5.4 Case 3 : Switching Guidance Law; PPN to IAC 62 5.4.1 Case 3-1 : Covariance Reset Strategy Applied 62 5.4.2 Case 3-2 : Covariance Reset Strategy Not Applied 64 5.5 Case 4 : ASM is guided to other ship . 69 5.5.1 Case 4-1 : Proposed lter bank 69 5.5.2 Case 4-2 : Filter bank without parameter estimation 69 5.6 Case 5 : Effects of Update Period of IMM Algorithm 74 6 Conclusions 76 References 81
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23614
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College of Engineering(공과대학) > Aerospace Engineering(항공우주공학) > Theses(항공우주공학 석박사 학위논문)
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