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2012年1月28日 (土)

実践 比例航法

比例航法の解説動画を投稿。

一発撮りの割には、うまくいったと思います。

いま見直すと、5:47あたりで敵艦の艦首波が無くなって停止しています。
そのあとはウェーキが前に出てるので、バックしてますね。
これは当たらなくて当然です。
比例航法は、敵が等速直線運動していることを前提にしているからです。

一般には操舵することで目標に当てるわけですが、速度を制御する方法もあることに気づきました。
敵艦が、艦首方向から離れる方向へ移動しているときは減速し、近づくときは増速すれば命中率を上げられるはずです。

目標を追尾する航法について、もう少し考えてみます。
入力を目標の相対角、出力を操舵量とすると、比例航法は、
操舵量 = 比例定数 × d相対角/dt と表現できます。
つまり、PID制御のD(微分)動作です。
比例航法で誘導すると、発射直後に左右にふらつくものの、その後は直線運動でヒットします。
これは、D動作が未来を予測するからです。
一度衝突コースに乗ってしまうとD動作の未来予測によって、対象が等速直線運動をしている限り命中します。

純粋追尾航法は、以下の式で表現できます。
操舵量 = 比例定数 × 相対角
これはP動作です。
操舵量、相対角とも正面を0とすると、対象が右に見えるときは右へ、左に見えるときは左へ転舵します。

初期誘導には比例航法を使用していても、最終誘導は純粋追尾の方が良いと言われます。
これは、PID制御に当てはめて考えるとわかります。
比例航法に相当するD制御は、対象がわずかに変動してもそれを増幅する特徴を持っているため、距離が近くなってくると左右にうねるような軌跡を描いてしまいます。
近距離では純粋追尾に切り替えるべきでしょう。

PID制御のI動作は、ドリフトを無くすためのものです。
たとえば操舵量を0,舵中央にしても自身がまっすぐ移動できないような特性を持っている場合、I制御を入れておくと補正できます。
Phunでは左右両撃ちのミサイルで、重力の影響を打ち消すのに使えるかもしれません。

なお動画中の比例航法は、私がSilent HunterⅢをプレイするときに実際に採用している方法です。
遠距離で発見した敵に、最短経路で接近するときに使います。
比例航法の衝突コースに乗ったまま、正面に魚雷を発射しても当たりません。
これは動画中でも触れたように、自身の速度がパラメータとして重要だからです。
自艦が衝突コースに乗っていても、それより速い魚雷は当たらないのです。

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