Tổng hợp hệ thống tự động ổn định trên khoang tên lửa sử dụng kết hợp phương pháp điều khiển khí động và động cơ phản lực xung mô men

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ CAO HỮU TÌNH TỔNG HỢP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG TÊN LỬA SỬ DỤNG KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN KHÍ ĐỘNG VÀ ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC XUNG MÔ MEN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – NĂM 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ CAO HỮU TÌNH TỔNG HỢP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG TÊN LỬA SỬ DỤNG KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN KHÍ ĐỘNG VÀ ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC XUNG MÔ MEN Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Mã số: 62 52 02 16 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH NGUYỄN CÔNG ĐỊNH PGS.TS VŨ HỎA TIỄN HÀ NỘI – NĂM 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả Cao Hữu Tình ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn khoa học, GS.TSKH Nguyễn Công Định PGS.TS Vũ Hỏa Tiễn, định hướng, kiểm tra kết nghiên cứu, giúp đỡ khuyến khích hoàn thành luận án Tôi xin cảm ơn nhà khoa học tập thể cán giáo viên Bộ môn Tên lửa / Khoa Kỹ thuật điều khiển quan tâm đóng góp ý kiến giúp hoàn thiện nội dung nghiên cứu Tôi chân thành cảm ơn đồng nghiệp Viện Công nghệ mô / Học viện Kỹ thuật quân chia sẻ công việc giúp có thời gian tập trung thực luận án Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên khuyến khích giúp có thêm nghị lực để hoàn thành nội dung luận án iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TỔNG HỢP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG TÊN LỬA ĐIỀU KHIỂN KẾT HỢP 10 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 10 1.1.1 Các phương pháp tổng hợp phi tuyến hệ tự động ổn định khoang tên lửa 10 1.1.2 Tính rời rạc thiết bị động phản lực xung hệ tự động ổn định khoang 15 1.1.3 Hệ tự động ổn định khoang tên lửa với phương pháp tạo lực – mô men kết hợp 16 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 18 1.3 Đặt vấn đề nghiên cứu 20 1.4 Kết luận chương 21 Chương TỔNG HỢP HỆ TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG TÊN LỬA ĐIỀU KHIỂN BẰNG CÁNH LÁI KHÍ ĐỘNG VÀ ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC DẠNG XUNG 22 2.1 Một số phương pháp tạo lực mô men điều khiển tên lửa 22 2.2 Mô hình động lực học tên lửa với phương pháp tạo lực điều khiển kết hợp khí động động phản lực xung mô men 24 2.2.1 Lực mô men tạo cánh lái khí động 25 2.2.2 Lực mô men tạo thiết bị động phản lực xung 26 iv 2.2.3 Mô hình động lực học tên lửa sử dụng kết hợp cánh lái khí động động phản lực 27 2.3 Chức hệ tự động ổn định khoang tên lửa 28 2.4 Cấu trúc hệ tự động ổn định khoang tên lửa 30 2.4.1 Hệ tự động ổn định khoang tên lửa với phương pháp tạo lực – mô men khí động 30 2.4.2 Hệ tự động ổn định khoang tên lửa với phương pháp tạo lực – mô men phản lực dạng xung 32 2.5 Tổng hợp điều khiển gain – scheduling cho hệ ASS tên lửa theo phương pháp biểu đồ hệ số 33 2.5.1 Phương pháp biểu đồ hệ số nguyên lý điều khiển gain scheduling 33 2.5.2 Tổng hợp điều khiển CDM cho hệ ASS tên cánh lái khí động 37 2.5.3 Tổng hợp điều khiển CDM gain-scheduling cho hệ ASS tên lửa điều khiển động phản lực dạng xung 42 2.6 Kết luận chương 46 Chương TỔNG HỢP HỆ TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG TÊN LỬA ĐIỀU KHIỂN KẾT HỢP 47 3.1 Giới thiệu 47 3.2 Tổng hợp điều khiển mờ Takagi-Sugeno cho hệ tự động ổn định khoang tên lửa điều khiển kết hợp 49 3.2.1 Điều khiển mờ Takagi-Sugeno 49 3.2.2 Xây dựng mô hình mờ Takagi-Sugeno cho mô hình phi tuyến tên lửa 51 3.2.3 Tổng hợp điều khiển mờ kết hợp 54 3.3 Khảo sát, đánh giá chất lượng hệ ASS tên lửa điều khiển kết hợp dùng điều khiển CDM-fuzzy 62 v 3.3.1 Mô hình tham số tên lửa 62 3.3.2 Thiết lập mô hình khảo sát hệ ASS máy tính 64 3.3.3 Khảo sát đánh giá chất lượng hệ ASS với điều khiển CDMfuzzy 66 3.4 Hoàn thiện thuật toán kích hoạt thiết bị động phản lực xung 72 3.5 Kết luận chương 79 Chương ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TÊN LỬA PHÒNG KHÔNG SỬ DỤNG HỆ TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG KẾT HỢP 80 4.1 Mô hình toán học xác định hiệu tiêu diệt mục tiêu tên lửa phòng không 80 4.2 Một số dạng động điển hình mục tiêu 83 4.2.1 Phương trình chuyển động mục tiêu 83 4.2.2 Các dạng động mục tiêu 85 4.3 Cấu trúc động học vòng điều khiển tự dẫn với phương pháp dẫn tỷ lệ 86 4.4 Đánh giá hiệu tên lửa sử dụng hệ tự động ổn định khoang kết hợp 89 4.4.1 Mô hình điều kiện khảo sát 89 4.4.2 Kết đánh giá độ trượt tức thời 91 4.4.3 Đánh giá hiệu tiêu diệt mục tiêu 94 4.5 Kết luận chương 97 KẾT LUẬN CHUNG 98 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt: ASS Tự động ổn định khoang CDM Phương pháp biểu đồ hệ số (Coefficient Diagram Method) ĐCPLX Động phản lực xung LMI Bất phương trình ma trận tuyến tính (Linear Matrix Inequality) TLPK Tên lửa phòng không T-S Takagi-Sugeno Ký hiệu: Ký hiệu Đơn vị W m/s2 Ý nghĩa Gia tốc pháp tuyến tên lửa Wmt m/s V m/s Vận tốc tên lửa Vmt m/s Vận tốc mục tiêu Vtc m/s Vận tốc tiếp cận tên lửa – mục tiêu H m Độ cao bay tên lửa  Z1 rad/s Vận tốc góc gật tên lửa ωmt rad/s Tần số động mục tiêu α rad Góc công tên lửa θ rad Góc nghiêng quỹ đạo tên lửa D m Cự ly tên lửa – mục tiêu n Gia tốc pháp tuyến mục tiêu Số lượng ĐCPLX 1 s Thời gian làm việc trung bình ĐCPLX dk s Chu kỳ điều khiển thiết bị ĐCPLX РIM N Lực đẩy ĐCPLX vii P N Lực đẩy động hành trình I Z1 kgm2 Mô men quán tính tên lửa m kg Khối lượng tên lửa xF , x F  , xGD m Tọa độ tâm áp, tâm áp cánh lái, tâm khối thiết bị ĐCPLX so với trọng tâm tên lửa xL1, xL2 m Tọa độ miệng loa phụt, đáy buồng đốt động hành trình so với trọng tâm tên lửa S m2 Diện tích miden tên lửa q kg/ms2 Áp lực tốc độ mc kg/s Tốc độ tiêu hao khối lượng nhiên liệu m Z1Z1 1/rad Đạo hàm hệ số mô men cản theo góc gật Cy 1/rad Đạo hàm hệ số lực nâng theo góc công Cy 1/rad Đạo hàm hệ số lực nâng theo góc quay cánh lái độ cao  rad Góc quay cánh lái độ cao N Lực đẩy gaz động tạo ĐCPLX thứ "i"  y Pyi g  Tín hiệu điều khiển thiết bị ĐCPLX a Tín hiệu điều khiển cánh lái khí động  rad Góc quay đường ngắm h m Sai số trung bình bình phương độ trượt h m Độ trượt tức thời tên lửa R0 m Bán kính sát thương phần chiến đấu mcd kg Khối lượng phần chiến đấu   Phép biến đổi z E[.] Phép làm tròn số thập phân viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ STT Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1: Các phương pháp tổng hợp điều khiển phi tuyến hệ ASS tên lửa 12 Hình 2.1: Tên lửa PAC-3 hệ thống phòng không Patriot 23 Hình 2.2: Mô hình tên lửa điều khiển khí động động phản lực xung tác động kiểu mô men 24 Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc hệ tự động ổn định chuyển động ngang tên lửa với vòng hồi vận tốc góc 30 Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc hệ tự động ổn định chuyển động ngang tên lửa với vòng hồi vận tốc góc gia tốc pháp 31 Hình 2.5: Phản ứng tên lửa trước đột biến lệnh đầu vào 31 Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc hệ tự động ổn định chuyển động ngang tên lửa điều khiển động phản lực xung 32 Hình 2.7: Sơ đồ khối dạng chuẩn tắc hệ thống điều khiển sử dụng phương pháp CDM 35 Hình 2.8: Một số dạng sơ đồ điều khiển gain-scheduling 37 10 Hình 2.9: Sơ đồ hệ ASS tên lửa cánh lái khí động sử dụng điều khiển CDM 38 11 Hình 2.10: Đồ thị góc công góc quay cánh lái tên lửa phương án khảo sát 40 12 Hình 2.11: Khảo sát ảnh hưởng thay đổi tham số 41 13 Hình 2.12: Sơ đồ hệ ASS tên lửa điều khiển động phản lực dạng xung sử dụng điều khiển gainscheduling 42 14 Hình 2.13: Đồ thị góc công tên lửa 44 15 Hình 2.14: Quá trình hình thành trì góc công xác lập 45 100 khí động động phản lực xung mô men triển khai điều khiển CDM-Fuzzy So với phương án giới thiệu công trình nghiên cứu công bố nước ngoài, ý tưởng kết hợp mềm luận án hoàn toàn mới, đánh giá khả quan thực tế Thứ nhất, chế kết hợp mềm đề xuất luận án xử lý cách tối ưu nhược điểm kênh điều khiển khí động phản lực Cơ chế kết hợp mềm không đòi hỏi phải xác định thời điểm chuyển mạch hai kênh điều khiển Thứ hai, nhờ việc hiệu chỉnh giá trị hàm liên thuộc điều khiển mờ, ta nhận điều khiển có tính giảm thiểu số lượng ĐCPLX, nhờ giảm tham số kích thước, khối lượng lượng thiết bị ĐCPLX Điều có ý nghĩa thực tiễn lớn thiết kế nhờ tối thiểu hóa đặc trưng khối lượng, kích thước thân tên lửa c) Đã lồng ghép khảo sát đánh giá chất lượng hệ ASS sau bước tổng hợp vào mục đích khảo sát đánh giá độ xác dẫn xác suất tiêu diệt mục tiêu vòng điều khiển kín tự dẫn với tên lửa điều khiển kết hợp Có thể coi đóng góp đáng kể luận án việc khép kín trình nghiên cứu mà nhiều công trình khác chưa làm Kết đánh giá xác suất tiêu diệt mục tiêu vừa mang tính tổng quát, vừa định lượng, củng cố thêm sở để khẳng định hướng tiếp cận đắn nghiên cứu trình bày luận án Một số kiến nghị tồn hướng phát triển luận án: Trong thiết kế điều khiển CDM-Fuzzy hệ ASS, thông số góc công tên lửa giả sử ước lượng Để cho kết nghiên cứu hoàn chỉnh hơn, điều kiện cho phép, ta cần thực việc tổng hợp đánh giá ước lượng tham số góc công Tuy nhiên, điều không làm ảnh hưởng đến kết luận án 101 Khi thiết kế điều khiển CDM-Fuzzy luận án, hàm liên thuộc phải hiệu chỉnh cách thủ công làm nhiều thời gian Vấn đề khắc phục ta sử dụng mạng nơ ron kết hợp với điều khiển mờ thuật giải di truyền (GA) Đây nội dung cần giải Luận án tài liệu tham khảo tốt cho cán nghiên cứu khoa học, cán thiết kế sở nghiên cứu phòng thiết kế tên lửa Luận án sử dụng vào mục đích giảng dạy, đào tạo đại học sau đại học theo chuyên ngành thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị bay số học viện, nhà trường quân đội 102 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Bài báo: Cao Hữu Tình, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Công Định (2012), “Khảo sát hệ thống tự động ổn định khoang tên lửa điều khiển phương pháp gaz động mô men”, Chuyên san công trình nghiên cứu Bưu viễn thông, tập V-1, số 8(28), 12/2012, tr.57-62 Cao Hữu Tình, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Công Định (2013), “Tính toán lựa chọn tham số hệ tự động ổn định khoang tên lửa phương pháp biểu đồ hệ số”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự, số 158, 12/2013, tr.25-33 Ву Хоа Тиен, Као Хыу Тинь, Нгуен Конг Динь (2013), “Синтез бортовой системы стабилизации сверх-маневренных беспилотных летательных аппаратов с комбинированным способом создания управляющих сил и моментов на основе метода диаграммных коэффициентов”, Журнал «Техника и технология», изд-во «Спутник+», ISSN 1811-3532, Москва, 2013, №5-6(59), с.14-25 Cao Hữu Tình, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Công Định (2014), “Thiết kế điều khiển gain-scheduling rời rạc cho hệ tự động ổn định khoang tên lửa điều khiển gaz động”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân sự, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, số 32, 8/2014, tr.3-9 Као Хыу Тинь, Ву Хоа Тиен, Нгуен Конг Динь (2014), “Синтез нечеткого T-S регулятора для бортовой системы стабилизации БПЛА с газо-аэродинамическим управлением”, Журнал «Актуальные проблемы современной науки», изд-во «Спутник+», ISSN 1680-2721, Москва, 2014, №4(78), с.227-235 103 Hội thảo khoa học: Cao Hữu Tình, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Công Định (2012), “Khảo sát hệ thống tự động ổn định khoang tên lửa điều khiển phương pháp gaz động mô men”, Hội nghị toàn quốc Điều khiển Tự động hóa VCCA-2011 (Được đăng Chuyên san công trình nghiên cứu Bưu viễn thông, tập V-1, số 8(28), 12/2012, tr.57-62) Нгуен Конг Динь, Ву Хоа Тиен, Као Хыу Тинь (2013), “Новая методика синтеза бортовой системы стабилизации для БПЛА с импульсно-газодинамическим симпозиум «Современные Московский управлением”, аспекты государственный Международный фундаментальных технический университет наук», им Н.Э.Баумана, 12 октября 2013 Cao Hữu Tình, Vũ Hỏa Tiễn, Nguyễn Công Định (2013), “Thiết kế hệ tự động ổn định khoang tên lửa điều khiển gaz động sử dụng phương pháp biểu đồ hệ số”, Hội nghị toàn quốc Điều khiển Tự động hóa VCCA-2013 Cao Huu Tinh, Vu Hoa Tien, Nguyen Cong Dinh, Mai Ngoc Anh (2014), “Design of Takagi-Sugeno fuzzy controller for automatic stabilization system of missiles with blended aerodynamic and lateral impulsive reactionjet”, Computational Intelligence for Security and Defense Applications (CISDA), 2014 IEEE Symposium on, 14-17 December 2014 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Tăng Cường, Lê Chung, Phạm Ngọc Phúc (1999), Phân tích tổng hợp hệ thống điều khiển không gian trạng thái, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội Lê Anh Dũng, Nguyễn Hữu Độ, Huỳnh Lương Nghĩa (1998), Lý thuyết bay hệ thống điều khiển tên lửa phòng không - tập I, II,III, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội Nguyễn Công Định (2001), Phân tích tổng hợp hệ thống điều khiển máy tính, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Định (2010), Phân tích tổng hợp hệ thống rời rạc sở graph động, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Định, Cao Hữu Tình (2003), “Thiết kế điều khiển bền vững máy bay không gian H∞”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, số 105, Học viện Kỹ thuật quân Trịnh Văn Hải (2012), Khảo sát, nghiên cứu khả mở rộng vùng tiêu diệt tên lửa phòng không tự dẫn tầm trung sở phương pháp điều khiển mới, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước, (2002), Lý thuyết điều khiển mờ, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Doãn Phước, (2012), Phân tích điều khiển hệ phi tuyến, NXB Bách khoa, Hà Nội Nguyễn Ngọc Quý (2002), Cơ sở tự động điều khiển thiết bị bay, Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội 10 Nguyễn Hữu Sơn (2005), “Về tên lửa tầm trung hệ mới”, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, số 108, Học viện Kỹ thuật quân 105 11 Vũ Hỏa Tiễn (2011), Cơ sở thiết kế hệ tự động ổn định tên lửa, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội 12 Vũ Hỏa Tiễn (2013), Động học hệ thống điều khiển thiết bị bay, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội 13 Vũ Hỏa Tiễn, Trịnh Văn Hải (2010), “Xây dựng thuật toán điều khiển thiết bị gaz động hệ thống cánh lái gas – khí động kết hợp tên lửa phòng không”, Tạp chí Nghiên cứu KH CNQS, số 9, 10-2010 14 Vũ Hỏa Tiễn, Trịnh Văn Hải, Phạm Tuấn Hải (2009), “Phương án thiết kế hệ cánh lái gaz động kiểu mô men cải tiến tên lửa phòng không tự dẫn tầm trung”, Tạp chí Nghiên cứu KH CNQS, số 3, 10-2009 Tiếng Anh: 15 “The USAF Stability and Control Digital Datcom,” McDonnell Douglas Astronautics Company, Dec 1999 16 Abhijit Das, Ranajit Das, Siddhartha Mukhopadhyay, Amit Patra (2006), "Sliding mode controller along with feedback linearization for a nonlinear missile model", Systems and Control in Aerospace and Astronautics, 2006 ISSCAA 2006 1st International Symposium on, pp.952-956 17 Agrawal B.N., McClelland R.S., Song G (1997), “Attitude control of flexible spacecraft using pulse-width pulse-frequency modulated thrusters”, Space Technology, 17(1), pp.15-34 18 Agus Budiyono, Harapan Rachman (2012), “Proportional guidance and CDM control synthesis for a short-range homing surface-to-air missile”, Journal of Aerospace Engineering, 25(2), pp.168-177 19 Ahmed Wael, Quan Quan (2011), “Robust Hybrid Control for Ballistic Missile Longitudinal Autopilot”, Chinese Journal of Aeronautics, 24(6), pp.777-788 106 20 Bhagat A.A., Rao V.S., Adishesha C.S., Kadam N.V., Swathi G (2008), “Co-operative control of reaction control system and thrust vector control during homing phase”, Proceedings of the International Conference on Aerospace Science and Technology, 26-28 June 2008, Bangalore, India 21 Bill Galbraith (2011), “DATCOM+ User's Manual”, Holy Cows Inc 22 Blumel A.L., Hughes E.J., White B.A (2001), "Multi-Objective Evolutionary Design of Fuzzy Autopilot Controller", First International Conference on Evolutionary Multi-Criterion Optimisation EMO 2001, Zurich, Switzerland, March 7-9, 2001, pp.668-680 23 Chadwick W.R (1997), “Augmentation of High-altitude Maneuver Performance of a Tail-controlled Missile Using Lateral Thrust”, Tech Rep ADA 328973 AD Report, Virginia: Naval Surface Warfare Center Publisher 24 Chia-Hao Cheng, Fu-Kuang Yeh, Li-Chen Fu (2005), "New guidance laws and autopilot designs for intercepting missiles with TVC and DCS" American Control Conference, 2005 Proceedings of the 2005 , vol 1, pp.352-357 25 Christian Tournes, Yuri Shtessel (2008), “Integrated Autopilot and Guidance for Dual Control Missiles Using Higher Order Sliding Mode Control and Observers”, 17th IFAC World Congress 2008, vol.8, Seoul, Korea, pp.4723- 4729 26 Christian Tournes, Yuri Shtessel, Ilia Shkolnikov, James Stott (2005), “Second-Order Sliding Mode Autopilot for Missiles Steered by Aerodynamic Lift and Divert Thrusters”, Proceedings of 17th IMACS World Congress, Paris, France 27 Emel'yanov D., Rubinovich E., Miller B.M (2001), “Advanced guidance law design based on the information-set concept”, Proceedings of the 107 40th IEEE Conference on Decision and Control, Orlando, Florida, USA, vol.1, pp.652-657 28 Fan Yonghua, Li Xin, Yang Jun, Zhang Yuzhuo (2008), “Design of autopilot for aerodynamic reaction-jet multiple control missile using variable structure control”, Proceedings of the 27th Chinese Control Conference, Kunming, China 29 Gangbing Song, Nick V Buck, Brij N Agrawal (1999), "Spacecraft Vibration Reduction Using Pulse-Width Pulse-Frequency Modulated Input Shaper", Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 22(3), pp 433-440 30 Hansil Kim (2004), “The study of control design method”, Science and Technology, 2004 KORUS 2004 Proceedings The 8th Russian-Korean International Symposium on, vol.1, 26 June-3 July 2004, pp.55-58 31 Ho Chul Lee, Jae Weon Choi, Taek-Lyul Song, Chan Ho Song (2004), "Agile missile autopilot design via time-varying eigenvalue assignment" Control, Automation, Robotics and Vision Conference, 2004 ICARCV 2004 8th , vol.3, pp.1832-1837 32 John E Williams, Steven R Vukelich (1979), The USAF stability and control Digital DATCOM Volume I Users manual, McDonnell Douglas Astronautics Company, AFFDL-TR-79-3032 Volume I, Nov 1979 33 Katsuhiko Ogata (1995), Discrete-Time Control Systems, Prentice-Hall International, USA 34 Kazuo Tanaka, Hua O Wang (2001), Fuzzy control systems design and analysis: a linear matrix inequality approach, John Wiley & Sons, Inc New York, USA 108 35 Kazuo Tanaka, Michio Sugeno (1992), “Stability analysis and design of fuzzy control systems”, Fuzzy Sets and Systems, Volume 45 Issue 2, pp.135-156 36 Liaoni Wu, Yimin Huang, ChengLong He (2009), "Lateral-Direction Control via Reaction Control System" Informatics in Control, Automation and Robotics, 2009 CAR '09 International Asia Conference on, 1-2 Feb 2009, pp.52-56 37 Liu Zhong , Xiao-Geng Liang , Bing-Gang Cao, Jun-Yi cao (2006), “An Optimal Backstepping Design for Blended Aero and Reaction-Jet Missile Autopilot”, Journal of Applied Sciences, 6(12), pp.2623-2628 38 Liu Zhong, Jia Xiaohong (2008), “Novel backstepping design for blended aero and reaction-jet missile autopilot, Journal of Systems Engineering and Electronics, 19(1), pp.148–153 39 Menon P.K., Iragavarapu V.R (1998), “Adaptive techniques for multiple actuator blending”, AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Aug 10-12, Boston, MA 40 Menon P.K., Iragavarapu V.R., Sweriduk G., Ohlmeyer E.J (1999), “Software Tools for Nonlinear Missile Autopilot Design”, AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, 1999 41 Menon P.K., Lam T., Crawford L.S., Cheng V.H.L (2002), "Real-time computational methods for SDRE nonlinear control of missiles" American Control Conference, 2002 Proceedings of the 2002 , vol.1, pp.232-237 42 Menon P.K., Ohlmeyer E.J (1999), “Integrated design of agile missile guidance and autopilot systems”, Mediterranean Control Conference, Haifa, Israel 109 43 Menon P.K., Ohlmeyer E.J (2004), “Computer-aided synthesis of nonlinear autopilots for missiles”, Journal of nonlinear studies - Special issue on control in defense systems, 11(2), pp.173-198 44 Menon P.K., Sweriduk G.D (2004), “Nonlinear discrete-time design methods for missile flight control systems”, Proceedings of AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, Providence, RI, 16-19 August, 2004, pp.952-968 45 Menon P.K., Sweriduk G.D., Ohlmeyer E.J., Malyevac D.S (2004), “Integrated guidance and control of moving mass actuated kinetic warheads”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 27(1), pp 118–126 46 Menon P.K., Yousefpror M (1996), “Design of nonlinear autopilots for high angle of attack missiles”, AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, San Diego, CA pp 29-31 47 Miller B.M (1996), “The problem of impulse control for linear stochastic systems”, 13th Trennial World Congress, San Francisco, USA, pp.403407 48 Ming Xin, Balakrishnan S.N (2003), “Nonlinear H∞ missile longitudinal autopilot design with θ-D method”, Proceedings of the American Control Conference, Denver, Colorado, pp.408-413 49 Moshe Idan, Tal Shima, Oded M Golan (2007), “Integrated Sliding Mode Autopilot-Guidance for Dual-Control Missiles”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 30(4), pp.1081-1089 50 Ocal O., Bir A., Tibken B (2009), “Digital design of Coefficient Diagram Method,” American Control Conference, 10-12 June 2009, pp.2849-2854 110 51 Ping Sun, Kun Liu (2009), "Missile autopilot design based on state dependent riccati equation" Informatics in Control, Automation and Robotics, 2009 CAR '09 International Asia Conference on, pp.134-138 52 Qi SHeng Sui, Xin Li, Yong Hua Fan (2008), "Design of Autopilot for Aerodynamic/Reaction-Jet Multiple Control Missile", Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA), 2008 International Conference on, vol.1, pp.337-340 53 Rafael Yanushevsky (2008), Modern Missile Guidance, CRC Press, Taylor & Francis Group 54 Robert Glebocki and Ryszard Vogt (2007), Guidance System of Smart Mortar Missile, The Archive of Mechanical Engineering, 54(1), pp 55 Robert T Reichert (October 1992), “Dynamic scheduling of modernrobust-control autopilot designs for missiles”, IEEE Control Systems 56 Rui Hirokawa, Koichi Sato, Shunji Manabe (2001), “Autopilot design for a missile with reaction-jet using coefficient diagram method”, AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Montreal, Canada, pp.739-746 57 Schroeder W.K., Kai Liu (1994), "An appropriate application of fuzzy logic: a missile autopilot for dual control implementation," Intelligent Control, 1994., Proceedings of the 1994 IEEE International Symposium on, 16-18 Aug 1994, pp.93-98 58 Screenuch T., Tsourdos A., Hughes E.J., White B.A (2006), "Fuzzy gain-scheduled missile autopilot design using evolutionary algorithms" Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on , vol.42, no.4, pp.1323-1339 111 59 Seiji Yamaoka, Seiya Ueno (2009), “Minimum-time guidance and control law for high manueuvering missile”, International Journal of Astronautical and Space Science, 10(1), pp.46-57 60 Sergey Somov (2009), “Pulse-width Control of a Flexible Spacecraft” IFAC Workshop on Aerospace Guidance, Navigation and Flight Control Systems - AGNFCS’ 09, June 30 - July 2, 2009, Samara, Russia 61 Shamma J.S., Cloutier J.R (1993), "Gain-scheduled missile autopilot design using linear parameter varying transformations", Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol 16, No 2, pp 256-263 62 Shunji Manabe (2003), “Importance of coefficient diagram in polynomial method,” Decision and Control, 2003 Proceedings 42nd IEEE Conference on, vol.4, 9-12 Dec, 2003 pp 3489-3494 63 Spilios Theodoulis and Gilles Duc (2009), “Missile autopilot design: Gain-scheduling and the gap metric”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 32(3), pp 986-996 64 Sungjin Cho, Seung-Hwan Kim, Dong-Gyun Choe (2002), “Robust missile autopilot design using dynamic inversion and PI control”, USTARTH 65 Tal Shima, Moshe Idan, Oded Golan (2006), “Sliding-Mode Control for Integrated Missile Autopilot Guidance”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 29(2), pp.250-260 66 Tao Yang (2001), Impulsive control theory, Springer Berlin Heidelberg, Germany 67 Thukral A., Innocenti M (1998), "A sliding mode missile pitch autopilot synthesis for high angle of attack maneuvering," Control Systems Technology, IEEE Transactions on , vol.6, no.3, pp.359-371 112 68 Wang H.O., Tanaka K., Griffin M (1995), "Parallel distributed compensation of nonlinear systems by Takagi-Sugeno fuzzy model" Fuzzy Systems, 1995 International Joint Conference of the Fourth IEEE International Conference on Fuzzy Systems and The Second International Fuzzy Engineering Symposium., Proceedings of 1995 IEEE Int, vol.2, pp.531-538 69 Wang H.O., Tanaka K., Griffin M (1996), "An approach to fuzzy control of nonlinear systems: stability and design issues," Fuzzy Systems, IEEE Transactions on , vol.4, no.1, pp.14-23 70 We Leithead (1999), “Survey of Gain-Scheduling Analysis Design”, International Journal of Control, vol.73, pp.1001-1025 71 Weil R.D., Wise K.A (1991), "Blended aero and reaction jet missile autopilot design using VSS techniques" Proceedings of the 30th IEEE Conference on Decision and Control, vol.3, pp.2828-2829 72 Weinand K., Dahlem K.-J., Höld R., Stern D., Sauerwein B., Seiler F (2010), “Analysis of Jet Thruster Control Effectiveness and the Interaction with Aerodynamic Surfaces for a Slender Cylindrical Missile”, New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics VII, Berlin, pp 381-388 73 Xiaolong Liang, Zhonghai Yin, Yali Wang, Qiang Sun (2013), “Impulse Engine Ignition Algorithm Based on Genetic Particle Swarm Optimization”, Advances in Swarm Intelligence - Lecture Notes in Computer Science, vol.7929, pp.35-43 74 Xing Lidan, Zhang Ke’nan, Chen Wanchun, Yin Xingliang (2010), “Optimal Control and Output Feedback Considerations for Missile with Blended Aero-fin and Lateral Impulsive Thrust”, Chinese Journal of Aeronautics, 23 (2010), pp.401-408 113 75 Yang C.D., Yang C.C., Chen H.Y (1999), “Missile Control”, Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, pp.302-316 76 Yong Seok Choi, Ho Chul Lee, Jae Weon Choi (2003), "Autopilot design for agile missile with aerodynamic fin and side thruster" SICE 2003 Annual Conference, 2, pp.1476-1481 77 Yuhang Wang, Yu Yao, Kemao Ma (2006), "Lateral Thrust and Aerodynamics Blended Control System Design Based on Variable Structure Model Following" Intelligent Control and Automation, 2006 WCICA 2006 The Sixth World Congress on, vol.2, no., pp.8183-8186 78 Yuhang Wang, Yu Yao, Kemao Ma (2008), "Lateral thrust and aerodynamics blended control system design based on auto disturbancerejection controller" Automation and Logistics, 2008 ICAL 2008 IEEE International Conference on, pp.416-420 79 Zhao Yuyu, Yang Baoqing, Li Xinglong (2013), "Adjustable lateral thrust and aerodynamics blended control system design based on auto disturbance rejection controller," Control Conference (CCC), 2013 32nd Chinese, 26-28 July 2013, pp.5041,5045 Tiếng Nga: 80 Голубев И.С., Светлов В.Г (2001), Проектированиe зенитных управляемых ракет, М изд МАИ 81 Лысенко Л.Н., Кыонг Н.Д., Чыонг Ф.В (2013), “Моделирование движения дистанционно пилотируемого ДА с модифицированным нечетким регулятором в контуре управления полетом”, Технический журнал «Полет», 2013 № 2, c.24-30 82 Мизрохи В.Я (2000), Сборник задач по проектированию газодинамического управления зенитных ракет, М изд МАИ 114 83 Ты Ф.В., Кыонг Н.Д., Лысенко Л.Н (2000), “Интерактивный синтез законов управления движением летательных аппаратов в условиях неопределенности на основе теории нечетких множеств”, Технический журнал «Полет», 2000 № 5, c.38-45 84 Чернобровкин Л.С (1988), Аэродинамическая компоновка ЛА Баллистическое проектирование, М.: Из-во МАИ [...]... iii) Sử dụng kết hợp khí động và động cơ phản lực [80] Theo nguyên lý, phương pháp tạo lực – mô men điều khiển bằng động cơ phản lực (ii) có 3 dạng điển hình như sau: ii-1) Điều khiển bằng động cơ phản lực xung tác động kiểu mô men; ii-2) Điều khiển bằng động cơ phản lực tác động ngang; ii-3) Điều khiển bằng làm lệch vector lực đẩy (thrust vector control) Phương pháp điều khiển bằng động cơ phản lực xung. .. toán tổng hợp hệ thống tự động ổn định trên khoang tên lửa với cả hai phương pháp tạo lực – m men điều khiển là khí động và phản lực (hay còn gọi là phương pháp 4 kết hợp) Trên cơ sở của phương pháp thiết kế hệ ASS đã nhận được, luận án đi sâu lựa chọn quy luật kết hợp hai phương pháp tạo lực – m men, bảo đảm tính cơ động cao cho tên lửa theo yêu cầu và sự tối ưu sử dụng năng lượng của thiết bị động cơ. .. điều khiển cho hệ ASS cũng được trình bày một cách khái quát trong chương này Chương 2: Tổng hợp hệ tự động ổn định trên khoang tên lửa điều khiển bằng cánh lái khí động và động cơ phản lực dạng xung Chương này trình bày kết quả tổng hợp bộ điều khiển phản hồi tuyến tính sử dụng phương pháp biểu đồ hệ số (CDM) kết hợp với kỹ thuật gainscheduling cho mô hình tên lửa điều khiển riêng biệt khí động và phản. .. lái khí động Thiết bị động cơ phản lực dạng xung Cánh ổn định Hình 2.1: Tên lửa PAC-3 trong hệ thống phòng không Patriot 24 Y1 X1 nΣ.PIM Z1 α V δy Hình 2.2: Mô hình tên lửa điều khiển bằng khí động và động cơ phản lực xung tác động kiểu mô men Mỗi phương pháp tạo lực và mô men điều khiển có những ưu nhược điểm nhất định Do đó gần đây xuất hiện nhiều nghiên cứu thử nghiệm mô hình tên lửa sử dụng kết hợp. .. động của tên lửa, tăng sai số dẫn, hoặc trong một số trường hợp làm tên lửa mất ổn định Hệ tự động ổn định trên khoang tên lửa giúp khắc phục các hiện tượng trên Các nghiên cứu tổng hợp hệ tự động ổn định của tên lửa điều khiển kết hợp khí động và phản lực dạng xung tập trung giải quyết các vấn đề sau: - Tính phi tuyến của mô hình động lực học tên lửa; - Tính rời rạc của thiết bị ĐCPLX; - Yêu cầu kết. .. cấu trúc một vòng điều khiển kín tự dẫn Kết quả đánh giá định tính thông qua các đặc trưng của quỹ đạo, độ trượt tức thời của tên lửa Đã chứng minh được định tính và định lượng hiệu quả của việc lựa chọn phương pháp tạo lực – mô men kết hợp và chất lượng hệ ASS đã tổng hợp 10 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TỔNG HỢP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH TRÊN KHOANG TÊN LỬA ĐIỀU KHIỂN KẾT HỢP 1.1 Tổng quan tình hình... cầu và hình thành các đặc trưng mới của hệ thống Mục tiêu của luận án nhằm giải quyết một trong những vấn đề cấp thiết đặt ra đối với loại TLPK tự dẫn thế hệ mới được trang bị thêm hệ thống tạo lực và mô men điều khiển bằng động cơ phản lực Đó là bài toán tổng hợp hệ tự động ổn định trên khoang (ASS) của tên lửa điều khiển kết hợp giữa cánh lái khí động và động cơ phản lực Luận án cũng xác định sử dụng. .. động cơ phản lực dạng xung tác động kiểu mô men Phương pháp tổng hợp được lựa chọn là phương pháp biểu đồ hệ số (CDM) 2.1 Một số phương pháp tạo lực và mô men điều khiển tên lửa Xét về phương diện tạo lực – mô men điều khiển, tên lửa được chia thành 3 nhóm chính [75], [80]: i) Điều khiển khí động (aerodynamic control) [2]; 23 ii) Điều khiển bằng động cơ phản lực (reaction control) dạng xung hoặc dạng... lập Hệ ASS của tên lửa đã được khảo sát và khẳng định được những ưu điểm của việc sử dụng điều khiển mờ để giải quyết bài toán điều khiển kết hợp Chương 4: Đánh giá hiệu quả của tên lửa phòng không sử dụng hệ tự động ổn định trên khoang kết hợp Minh chứng cho hiệu quả của tên lửa sử dụng phương pháp điều khiển kết hợp, chương 4 trình bày kết quả khảo sát độ chính xác của tên lửa khi ghép hệ ASS đã tổng. .. tầm trung điều khiển từ xa kết hợp tự dẫn Mô hình tên lửa nghiên cứu là loại có hệ cánh đối xứng qua trục dọc, giả thiết tên lửa đã được ổn định quanh trục dọc (rãnh liệng) và tên lửa không có dao động uốn thân Khảo sát để đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển tên lửa được hạn chế ở chế độ tự dẫn khi sử dụng kết hợp cả hai phương pháp tạo lực – m men điều khiển bằng động cơ phản lực và khí động Xuất ... trúc hệ tự động ổn định khoang tên lửa 30 2.4.1 Hệ tự động ổn định khoang tên lửa với phương pháp tạo lực – mô men khí động 30 2.4.2 Hệ tự động ổn định khoang tên lửa với phương pháp. .. tạo lực mô men điều khiển động phản lực Đó toán tổng hợp hệ tự động ổn định khoang (ASS) tên lửa điều khiển kết hợp cánh lái khí động động phản lực Luận án xác định sử dụng tiêu chất lượng hệ. .. lực mô men điều khiển tên lửa 22 2.2 Mô hình động lực học tên lửa với phương pháp tạo lực điều khiển kết hợp khí động động phản lực xung mô men 24 2.2.1 Lực mô men tạo cánh lái khí động