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An Instantaneous Impact Point Guidance for Rocket with Aerodynamics Control

Jung, Ki Wook und Lee, Chang-Hun und Lee, Junseong und Im, Sunghyuck und Lee, Keejoo und Sagliano, Marco und Seelbinder, David (2021) An Instantaneous Impact Point Guidance for Rocket with Aerodynamics Control. In: 21st International Conference on Control, Automation and Systems, ICCAS 2021. The 21st International Conference on Control, Automation and Systems, 2021-10-12 - 2021-10-15, Jeju, South Korea. doi: 10.23919/ICCAS52745.2021.9649922. ISBN 978-899321521-2. ISSN 1598-7833.

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492kB

Offizielle URL: http://2021.iccas.org/

Kurzfassung

This paper aims to propose a new guidance algorithm for a rocket with aerodynamics control for launch operations, based on the concept of the instantaneous impact point (IIP). In this study, the rocket with aerodynamics control is considered with the purpose of reducing dispersion of the impact point after separation of the rocket for safety reasons. Since a very limited aerodynamic maneuverability is typically allowed for the rocket due to the structural limit, a guidance algorithm producing a huge acceleration demand is not desirable. Based on this aspect, the proposed guidance algorithm is derived directly from the underlying principle of the guidance process: forming the collision geometry towards a target point. To be more specific, the collision-ballistic-trajectory where the instantaneous impact point becomes the target point, and the corresponding heading error are first determined using a rapid ballistic trajectory prediction technique. Here, the trajectory prediction method is based on the partial closed-form solutions of the ballistic trajectory equations considering aerodynamic drag and gravity. And then, the proposed guidance algorithm works to nullify the heading error in a finite time, governed by the optimal error dynamics. The key feature of the proposed guidance algorithm lies in its simple implementation and exact collision geometry nature. Hence, the proposed method allows achieving the collision course with minimal guidance command, and it is a desirable property for the guidance algorithm of the rocket with the aerodynamics control. Finally, numerical simulations are conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed guidance algorithms

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/185560/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:An Instantaneous Impact Point Guidance for Rocket with Aerodynamics Control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Jung, Ki WookKAISTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, Chang-HunKAISTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, JunseongKARINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Im, SunghyuckKARINICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lee, KeejooNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sagliano, MarcoMarco.Sagliano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1026-0693NICHT SPEZIFIZIERT
Seelbinder, Daviddavid.seelbinder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4080-3169NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Erschienen in:21st International Conference on Control, Automation and Systems, ICCAS 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.23919/ICCAS52745.2021.9649922
ISSN:1598-7833
ISBN:978-899321521-2
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aerodynamic Guidance, Instantaneous Impact Point (IIP) Guidance, Optimal Error Dynamics, Rocket Landing Guidance, Aerodynamic Control
Veranstaltungstitel:The 21st International Conference on Control, Automation and Systems
Veranstaltungsort:Jeju, South Korea
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Oktober 2021
Veranstaltungsende:15 Oktober 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Navigations- und Regelungssysteme
Hinterlegt von: Sagliano, Marco
Hinterlegt am:09 Mär 2022 10:45
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:47

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