طراحي مكانيزم كنترل با استفاده از الگوريتم فرا ابتكاري خفاش و هوش مصنوعي در آيروديناميك موشك هاي ضد بالستيك

Design of Control Mechanism Using of Bat s Meta-Heuristic Algorithm and Artificial Intelligence in Aerodynamics of Anti-Ballistic Missiles

ﺑﻄﻮر ﻛﻠﻲ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺪاﻳﺖ، ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺳﻴﮕﻨﺎل‌هاي ﻓﺮﻣﺎن اﺳﺖ ﻛﻪ موشك‎هاي ضد بالستيك را در ﻣﺴﻴﺮ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﻫﺪاﻳﺖ ﻛﻨﺪ. ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﻧﻴﺮوي ﭘﻴشﺮاﻧﺶ آﻧﺮا ﻣﺤﺪود ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺗﺎ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﺴﻴﺮ را اﻧﺘﺨﺎب و ﺷﺮاﻳﻂ اوﻟﻴﻪاي ﻛﻪ موشك‌هاي ضد بالستيك در آن ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻛﻨﺪ. ﻫﺪف از ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻮﺷﻚ ﺟﻬﺖ دﻫﻲ ﺑﻪ ﻣﺴﻴﺮ ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻮﺷﻚ و ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺎﻧﻮرﻫﺎ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و در واﻗﻊ ﺑﺨﺶ ﻫﺪاﻳﺖ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻮﺷﻚ را ﺑﻪ ﻫﺪف ﺧﻮد ﻧﺰدﻳﻚ ﻣﻲﻛﻨﺪ. روشﻫﺎي ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ ﺑﺮاي ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻮﺷﻚ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓته شده است. از ﺟﻤﻠﻪ ﻫﺪاﻳﺖ ﻓﺮﻣﺎن، ﻫﺪاﻳﺖ آﺷﻴﺎﻧﻪ ﻳﺎب، ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺪاﻳﺖ ﺳﻮار ﺑﺮ اﺷﻌﻪ، ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺪاﻳﺖ ﺗﻌﻘﻴﺐ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﻮﺷﻚ، ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺪاﻳﺖ ﭘﻴﺶ ﺗﻨﻈﻴﻢ و ... . ﺟﺪول ﺑﻨﺪي ﺑﻬﺮه ﻳﻜﻲ از روشﻫﺎي ﻃﺮاﺣﻲ ﺑﺮاي ﻓﺮاﻳﻨﺪﻫﺎي ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻣﻮﺷﻚ، ﻫﻮاﭘﻴﻤﺎ و ... در ﻛﻨﺘﺮل ﭘﺮواز اﺳﺖ. در اﻳﻦ روش ﻣﻔﻴﺪ ﻛﻨﺘﺮل در ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﺗﻐﻴﻴﺮﻧﺎﭘﺬﻳﺮ ﺑﺎ زﻣﺎن ((LTI، ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﺧﻄﻲ ﻣﺘﻐﻴﺮ ﺑﺎ ﭘﺎراﻣﺘﺮ (LPV) و ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎي ﻏﻴﺮﺧﻄﻲ، ﺑﺮاي ﻣﺪل ﺧﻄﻲ ﺷﺪه ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﺧﻄﻲ ﺳﺎزي ﺑﺮ اﺳﺎس ﺑﺴﻂ ﺗﻴﻠﻮر (ژاﻛﻮﺑﻴﻦ) ﺣﻮل ﺗﻌﺪاد ﻣﺤﺪودي از ﻧﻘﺎط ﺗﻨﻈﻴﻢ (ﻧﻘﺎط ﻛﺎر) ﺑﺮاي ﺑﺮآورده ﻛﺮدن ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻣﻄﻠﻮب ﻛﻨﺘﺮل ﻛﻨﻨﺪه LTI ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻲﮔﺮدد ﻛﻪ ﻧﻬﺎﻳﺘﺎً ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻳﻚ ﺟﺪول ﺑﻨﺪي ﺑﻬﺮه ﻣﻲﺷﻮد. آﻧﭽﻪ ﺑه‎عنوان ﻣﺰاﻳﺎي اﻳﻦ روش ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﻲرﺳﺪ ﻃﺮاﺣﻲ ﻛﻨﺘﺮل ﻛﻨﻨﺪه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روشﻫﺎي ﻣﺮﺳﻮم ﻛﻨﺘﺮل ﺧﻄﻲ وﻛﻼﺳﻴﻚ ﺑﺮاي ﻳﻚ ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ اﺳﺖ. از ﻃﺮﻓﻲ دﻳﮕﺮ ﺑﻪدﻟﻴﻞ آﻧﻜﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻓﺮاﻳﻨﺪ ﺑﺼﻮرت ﺑﻬﻨﮕﺎم ﺗﺨﻤﻴﻦ ﻳﺎ ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻧﻤﻲﮔﺮدﻧﺪ، ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻛﻨﺘﺮل ﻛﻨﻨﺪه ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺣﻠﻘﻪ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻬﺒﻮد ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. لذا در تحقيق حاضر روش‌هاي مسيريابي بهينه در طراحي آيروديناميك موشك‌هاي ضد بالستيك با استفاده از اطلاعاتGPS بررسي و تأثير و نقش استفاده از الگوريتم فرا ابتكاري خفاش و هوش مصنوعي در طراحي مكانيزم كنترل PID موشك‌هاي ضد بالستيك تبيين گرديده و پيشنهادها و راهكارهاي عملي، كاربردي و مناسب در اين خصوص ارائه مي‌گردد.