論文の概要: Predefined-time One-Shot Cooperative Estimation, Guidance, and Control for Simultaneous Target Interception
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.07744v1
- Date: Mon, 12 Jan 2026 17:22:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.747854
- Title: Predefined-time One-Shot Cooperative Estimation, Guidance, and Control for Simultaneous Target Interception
- Title(参考訳): 同時目標知覚のための事前定義されたワンショット協調推定・誘導・制御
- Authors: Lohitvel Gopikannan, Shashi Ranjan Kumar, Abhinav Sinha,
- Abstract要約: 本研究は,定常目標の協調的同時インターセプションのための統合的推定誘導制御フレームワークを開発する。
具体的には、一部のエージェントだけが船上シーカー(インフォームド/シーカー装備エージェント)で装備される。
残りの(シーカーレスエージェント)は、インフォメーションエージェントを介して間接的にターゲットに関する情報を取得し、同時ターゲットインターセプションのための分散協調ガイダンスを実行する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This work develops a unified nonlinear estimation-guidance-control framework for cooperative simultaneous interception of a stationary target under a heterogeneous sensing topology, where sensing capabilities are non-uniform across interceptors. Specifically, only a subset of agents is instrumented with onboard seekers (informed/seeker-equipped agents), whereas the rest of them (seeker-less agents) acquire the information about the target indirectly via the informed agents and execute a distributed cooperative guidance for simultaneous target interception. To address the resulting partial observability, a predefined-time distributed observer is leveraged, guaranteeing convergence of the target state estimates for seeker-less agents through information exchange with seeker-equipped neighbors over a directed communication graph. Thereafter, an improved time-to-go estimate accounting for wide launch envelopes is utilized to design the distributed cooperative guidance commands. This estimate is coupled with a predefined-time consensus protocol, ensuring consensus in the agents' time-to-go values. The temporal upper bounds within which both observer error and time-to-go consensus error converge to zero can be prescribed as design parameters. Furthermore, the cooperative guidance commands are realized by means of an autopilot, wherein the interceptor is steered by canard actuation. The corresponding fin deflection commands are generated using a predefined-time convergent sliding mode control law. This enables the autopilot to precisely track the commanded lateral acceleration within a design-specified time, while maintaining non-singularity of the overall design. Theoretical guarantees are supported by numerical simulations across diverse engagement geometries, verifying the estimation accuracy, the cooperative interception performance, and the autopilot response using the proposed scheme.
- Abstract(参考訳): 本研究は,不均一なセンサトポロジ下での定常目標の協調的インターセプションのための統一非線形推定誘導制御フレームワークを開発する。
具体的には、一部のエージェントだけがオンボードシーカー(インフォームド/シーカー装備エージェント)で装備され、残りのエージェント(シーカーレスエージェント)はインフォームドエージェントを介して間接的にターゲットに関する情報を取得し、同時ターゲットインターセプションのための分散協調ガイダンスを実行する。
得られた部分観測可能性に対処するため、予め定義された時間分散オブザーバが活用され、有向通信グラフ上のシーカー付き隣人との情報交換を通じて、シーカーレスエージェントの目標状態推定値の収束を保証する。
その後、広範囲の打ち上げエンベロープに対する時間と移動の見積もりを改良し、分散協調誘導コマンドを設計する。
この推定は、事前に定義された時間間のコンセンサスプロトコルと結合され、エージェントのタイム・トゥ・ゴーの値におけるコンセンサスを保証する。
オブザーバエラーとタイム・トゥ・ゴーのコンセンサスエラーの両方が0に収束する時間的上限を設計パラメータとして定めることができる。
さらに、この協調誘導コマンドは自動操縦により実現され、キャナードアクチュエータによりインターセプターを操る。
対応するフィン偏向コマンドは、予め定義された時間収束スライディングモード制御則を用いて生成される。
これにより、オートパイロットは、全体的な設計の非特異性を維持しながら、指定した時間内で指示された横加速度を正確に追跡することができる。
理論的な保証は、様々なエンゲージメント・ジオメトリにわたる数値シミュレーションによって支持され、推定精度、協調インターセプション性能、提案手法を用いたオートパイロット応答が検証される。
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