Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển cho một lớp tên lửa đất đối đất phóng thẳng đứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - ĐẶNG VÕ CÔNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT PHÓNG THẲNG ĐỨNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - ĐẶNG VÕ CÔNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT PHÓNG THẲNG ĐỨNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 52 02 16 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH Nguyễn Đức Cương TS Nguyễn Đức Thành HÀ NỘI – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác, liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Ngày … tháng … năm 2019 Tác giả luận án Đặng Võ Công ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới GS.TSKH Nguyễn Đức Cương TS Nguyễn Đức Thành, định hướng nghiên cứu tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Thủ trưởng Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, Phòng Đào tạo/ Viện Khoa học Công nghệ Quân ủng hộ, hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực bảo vệ luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Thủ trưởng Viện Tên lửa, Phòng nghiên cứu Viện Tên lửa quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Thủ trưởng Bộ Tư lệnh Phòng khơngKhơng qn, Thủ trưởng Viện Kỹ thuật Phòng khơng-Khơng qn cán Phòng Nghiên cứu Vũ khí hàng khơng/ Viện Kỹ thuật Phòng khơngKhơng qn quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận án Tôi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè quan tâm, cổ vũ, động viên tạo điều kiện tốt cho thực tốt luận án Tác giả Đặng Võ Công iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT 1.1 Tổng quan tên lửa đất đối đất 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 11 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 11 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 13 1.3 Những vấn đề tồn hướng tiếp cận luận án 17 1.4 Đề xuất toán điều khiển quỹ đạo cho lớp tên lửa đất đối đất 18 1.4.1 Bài toán điều khiển quỹ đạo cho TLĐĐ giai đoạn đầu 19 1.4.2 Bài toán điều khiển quỹ đạo cho TLĐĐ giai đoạn cuối 33 1.5 Giới hạn phạm vi, đối tượng luận án 36 1.6 Kết luận chương 39 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG QUỸ ĐẠO THAM CHIẾU CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT 41 2.1 Chuyển động tên lửa đất đối đất có tính đến độ cong quay Trái Đất quanh trục 41 2.1.1 Các hệ tọa độ chuyển đổi hệ tọa độ 41 2.1.2 Hệ phương trình chuyển động TLĐĐ có tính đến độ cong chuyển động quay Trái Đất quanh trục 45 2.2 Bù mặt phẳng bắn ảnh hưởng lực Coriolis 52 2.3 Phương pháp xây dựng quỹ đạo tham chiếu cho lớp TLĐĐ 56 iv 2.3.1 Cơ sở toán học phương pháp xây dựng quỹ đạo tham chiếu 56 2.3.2 Phương pháp số để xây dựng quỹ đạo tham chiếu 58 2.3.3 Các vấn đề xung quanh toán xây dựng quỹ đạo tham chiếu 59 2.4 Kết luận chương 64 CHƯƠNG XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT 65 3.1 Hạn chế phương pháp tiếp cận giải tích 66 3.2 Xây dựng thuật toán bám quỹ đạo tham chiếu giai đoạn đầu cho lớp TLĐĐ 69 3.2.1 Cơ sở hình thành thuật toán bám quỹ đạo tham chiếu 76 3.2.2 Các tiêu đánh giá 84 3.2.3 Xác định tham số đầu vào luật điều khiển 86 3.2.4 Phương pháp lựa chọn hệ số luật điều khiển 88 3.3 Xây dựng giải pháp điều khiển quỹ đạo giai đoạn cuối cho lớp TLĐĐ 91 3.3.1 Xác định độ cao bắt đầu điều khiển giai đoạn cuối h0 92 3.3.2 Vấn đề tư tên lửa bắt đầu vào điều khiển giai đoạn cuối 94 3.3.3 Thuật toán bám quỹ đạo theo đoạn thẳng mong muốn 96 3.3.4 Giải pháp đa dạng hóa quỹ đạo cơng giai đoạn cuối cho lớp TLĐĐ 98 3.4 Kết luận chương 112 CHƯƠNG MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CỦA MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT 114 4.1 Các nội dung cần kiểm chứng 114 4.2 Mô kiểm chứng thuật toán điều khiển TLĐĐ giai đoạn đầu tác động sai số véc tơ lực đẩy 117 v 4.2.1 Đánh giá chất lượng thuật toán điều khiển ứng với lượng sai số véc tơ lực đẩy khác 120 4.2.2 Khảo sát độ sai lệch quỹ đạo độ cao bắt đầu điều khiển giai đoạn cuối ( h0 ) ứng với lượng sai số véc tơ lực đẩy khác 126 4.3 Mơ kiểm chứng thuật tốn điều khiển TLĐĐ giai đoạn đầu với bất định tham số đối tượng điều khiển 129 4.3.1 Với độ bất định m αz 129 4.3.2 Với độ bất định mz 131 4.4 Mô kiểm chứng giải pháp điều khiển giai đoạn cuối tên lửa đất đối đất 132 4.4.1 Trường hợp quỹ đạo trung gian 133 4.4.2 Trường hợp quỹ đạo cao, công thẳng đứng 135 4.4.3 Trường hợp quỹ đạo công thấp 136 4.4.4 Trường hợp mở rộng tầm bắn quỹ đạo cao, vươn xa, công thẳng đứng 138 4.5 Kết luận chương 138 KẾT LUẬN 140 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 PHỤ LỤC .P-1 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT gr Thành phần gia tốc trọng trường hướng vào tâm Trái Đất g Thành phần gia tốc trọng trường hướng theo trục quay Trái Đất Hc Độ cao tham chiếu h0 Độ cao bắt đầu vào điều khiển giai đoạn cuối J xx , J yy , J zz Mô men quán tính tên lửa quanh trục tương ứng hệ tọa độ liên kết Jc Gia tốc li J cor Gia tốc Coriolis Lc Cự li tham chiếu Mx, My, Mz Mơ men khí động hệ tọa độ liên kết M x Mô men gây sai số chéo M x cren Mô men sai số góc lệch cánh lái khí động ban đầu kênh cren M y Mô men sai số góc trượt cạnh ban đầu kênh ngang M y Mô men gây sai số véc tơ lực đẩy mặt phẳng ngang M z Mơ men kênh đứng góc M z Mơ men sai số góc ban đầu kênh đứng M z cly Mô men kênh đứng góc lệch cánh lái kênh đứng M z z Mơ men kênh đứng tốc độ góc z M z Mô men gây sai số véc tơ lực đẩy mặt phẳng đứng m Khối lượng tên lửa vii mz Đạo hàm mơ men chúc ngóc theo góc m z Đạo hàm mơ men chúc ngóc theo góc quay cánh lái kênh đứng mz z Đạo hàm mơ men chúc ngóc theo tốc độ góc khơng thứ nguyên n yc Quá tải pháp tuyến tham chiếu Oxa ya za Hệ tọa độ tốc độ Oxk yk zk Hệ tọa độ quỹ đạo O0 xe ye ze Hệ tọa độ địa lý Ox0 y0 z0 Hệ tọa độ mặt đất Oxg yg z g Hệ tọa độ địa lý địa phương O0 , r ,  , Hệ tọa độ cầu địa lý địa tâm R Bán kính Trái Đất T0 Thời điểm bắt đầu điều khiển giai đoạn đầu Tdk Thời điểm kết thúc điều khiển giai đoạn đầu V Vận tốc tên lửa V1 Vận tốc tên lửa thời điểm kết thúc điều khiển Xa Lực cản khí động Y Lực nâng góc Y cly Lực nâng góc lệch cánh lái kênh đứng Z Lực dạt góc trượt cạnh Z clz Lực dạt góc lệch cánh lái kênh ngang  Góc  Góc trượt  Góc liệng (cren, roll) c Góc trục Oza HTĐ tốc độ mặt phẳng nằm viii ngang Oxg zg  cly Góc lệch cánh lái kênh đứng  clz Góc lệch cánh lái kênh ngang  cren Góc lệch cánh lái kênh cren M Góc nghiêng quỹ đạo tham chiếu  Góc nghiêng quỹ đạo tức thời 1 Góc nghiêng quỹ đạo thời điểm kết thúc điều khiển  Góc chúc ngóc tức thời ct Góc chúc ngóc chương trình  Góc cần sửa véc tơ tốc độ  Mật độ khơng khí  Vĩ độ địa lý hệ tọa độ cầu địa lý địa tâm  Kinh độ địa lý hệ tọa độ cầu địa lý địa tâm  Góc hướng quỹ đạo 0 Góc hướng bắn ban đầu chưa hiệu chỉnh mặt phẳng bắn  Góc hướng x ,  y , z Tốc độ góc tên lửa hệ tọa độ liên kết  Sai lệch quỹ đạo BĐKBQĐ Bộ điều khiển bám quỹ đạo BĐKBG Bộ điều khiển bám góc BEIDU Hệ thống định vị tồn cầu Trung Quốc CEP Vòng tròn tản mát (Circular Error Probable) EKF Bộ lọc Kalman mở rộng (Extended Kalman Filter) FOG Con quay sợi quang (Fiber Optic Gyroscope) GNSS Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (Global Navigation Satellite System) 134 800 25 20 700 cly [] V [m/s] 10 600 500 -10 400 -20 -25 300 130 140 150 160 170 120 Time [s] 130 140 150 160 170 180 Time [s] Hình 4.29 Vận tốc giai đoạn Hình 4.30 Góc lệch cánh lái giai cuối (QĐ trung gian) đoạn cuối (QĐ trung gian) Nhận xét: Quỹ đạo tên lửa bám tốt theo quỹ đạo định hướng BM (hình 4.25) đến mục tiêu M Quỹ đạo bay tên lửa trường hợp trung gian sát với quỹ đạo tham chiếu, điều hoàn toàn phù hợp với lý thuyết Độ lệch  vị trí tên lửa so với quỹ đạo định hướng BM giảm nhanh thời điểm cuối (   [m], hình 4.26), nghĩa tên lửa bắn trúng mục tiêu điều kiện đảm bảo giới hạn góc hệ số tải pháp tuyến (   60 , ny  , hình 4.27 4.28) Các kết mơ hình 4.27, 4.28 gây nghi vấn dao động hệ số tải pháp tuyến góc (khoảng chu kỳ) Tuy nhiên kéo dãn trục thời gian (như hình phóng to) thấy giá trị hệ số tải góc dao động lần giây với biên độ giới hạn cho phép, điều bình thường lớp TLĐĐ sử dụng động nhiên liệu rắn Khi tiếp cận mục tiêu vận tốc tên lửa lớn, lớn 340 [m/s] (hình 4.29), điều đảm bảo cho cánh lái khí động đủ hiệu lực điều khiển; góc quay cánh lái nhỏ giữ giá trị ổn định (hình 4.30), nghĩa lúc tên lửa không cần bẻ lái nhiều bay bám sát quỹ đạo định hướng để trúng mục tiêu 135 4.4.2 Trường hợp quỹ đạo cao, công thẳng đứng 100 25 20 15 B  [m] H [km] -100 15 B2 10 10 B1 -200 20 -300 -5 -400 -500 75 80 0 20 90 100 40 M 60 80 100 170 -600 165 170 175 180 180 185 190 190 195 200 200 Time [s] L [km] Hình 4.31 Quỹ đạo cao, cơng thẳng đứng giai đoạn cuối Hình 4.32 Độ lệch quỹ đạo giai đoạn cuối (QĐ cao, công thẳng đứng) 2  [] ny 0 -2 -1 -4 -2 -6 -3 -8 -4 100 120 140 160 180 -10 100 195 120 140 160 180 200 Time [s] Time [s] Hình 4.33 Quá tải pháp tuyến giai đoạn cuối (QĐ cao, cơng thẳng đứng) Hình 4.34 Góc giai đoạn cuối (QĐ cao, công thẳng đứng) 600 25 500 10 cly [] V [m/s] 700 400 -10 300 -25 200 120 140 160 180 200 Time [s] Hình 4.35 Vận tốc giai đoạn cuối (QĐ cao, công thẳng đứng) 120 140 160 Time [s] 180 200 Hình 4.36 Góc lệch cánh lái giai đoạn cuối (QĐ cao, công thẳng đứng) 136 Nhận xét: Trong giai đoạn cuối quỹ đạo tên lửa gần thẳng đứng (hình 4.31) Độ lệch điểm rơi gần (hình 4.32), nghĩa chưa tính đến sai số cảm biến gió tên lửa bắn xác tới mục tiêu Giá trị tải pháp tuyến góc nằm giới hạn cho phép (hình 4.33, hình 4.34) Trong giai đoạn đổi hướng quỹ đạo từ quỹ đạo định hướng ngang (B1B2) sang quỹ đạo định hướng đứng (B2M) chọn R1min lớn nên tên lửa không chịu tải lớn, theo kết mơ (hình 4.33) độ lớn tải pháp tuyến đoạn quỹ đạo đổi hướng chưa vượt Khác với số loại tên lửa tên lửa đối hải, tên lửa đất đối không (yêu cầu tạo gia tốc/quá tải pháp tuyến lớn tiếp cận mục tiêu), lớp tên lửa đất đối đất luận án tiếp cận mục tiêu không yêu cầu tạo gia tốc/quá tải pháp tuyến lớn, chí xấp xỉ phương án tiếp cận thẳng đứng (hình 4.33) Khi tiếp cận mục tiêu vận tốc tên lửa giảm nhiều lớn, gần 300 [m/s] (hình 4.35); góc quay cánh lái gần (hình 4.36), điều hồn tồn phù hợp tên lửa khơng yêu tạo gia tốc/quá tải pháp tuyến lớn tiếp cận mục tiêu theo phương thẳng đứng 4.4.3 Trường hợp quỹ đạo công thấp 10 250 200  [m] -5 -10 100 140 50 160 180 200 220 -50 -100 120 140 160 180 Time [s] 200 220 Hình 4.37 Quỹ đạo cơng thấp giai Hình 4.38 Độ lệch quỹ đạo giai đoạn cuối đoạn cuối (QĐ công thấp) 137 10  [] ny -2 -5 -4 -6 120 140 160 180 200 -10 120 220 140 160 Time [s] 180 200 220 Time [s] Hình 4.39 Q tải pháp tuyến giai Hình 4.40 Góc giai đoạn cuối đoạn cuối (QĐ công thấp) (QĐ công thấp) 600 25 20 500 10 cly [] V [m/s] 700 400 300 -10 200 -20 -25 100 100 120 140 160 180 200 220 100 120 140 160 180 200 220 Time [s] Time [s] Hình 4.41 Vận tốc giai đoạn Hình 4.42 Góc lệch cánh lái cuối (QĐ công thấp) giai đoạn cuối (QĐ công thấp) Nhận xét: Trường hợp quỹ đạo cơng thấp giai đoạn cuối, thuật tốn điều khiển đảm bảo tên lửa bay bám sát quỹ đạo định hướng đến mục tiêu với thỏa mãn điều kiện ràng buộc đặt ra: - Góc tiếp cận mục tiêu thấp (-200); - Sai lệch điểm rơi so với mục tiêu phạm vi 5m (hình 4.38); - Góc đảm bảo phạm vi ±100, tải pháp tuyến nằm giới hạn cho phép ±10 (hình 4.39 hình 4.40) Trường hợp tên lửa bay theo quỹ đạo công thấp, tiếp cận mục tiêu vận tốc tên lửa bị giảm mạnh xuống 200 [m/s] (hình 4.41) 138 tên lửa phải chịu lực cản khơng khí lớn độ cao thấp Điều gây lo ngại đến hiệu lực điều khiển cánh lái khí động Tuy nhiên kết khảo sát cho thấy, khả tạo lực mô men điều khiển cánh lái khí động có giảm đảm bảo tạo giá trị tải pháp tuyến đủ lớn (xấp xỉ 1, hình 4.39) để điều khiển, nhiên lúc cánh lái phải quay với góc quay gần tối đa (xấp xỉ 200, hình 4.42) tên lửa bay đến trúng mục tiêu (hình 4.38) 4.4.4 Trường hợp mở rộng tầm bắn quỹ đạo cao, vươn xa, công thẳng đứng 500  [m] -500 -1000 -1500 -5 -2000 220 230 240 240 250 250 260 260 Time [s] Hình 4.43 Quỹ đạo cao, vươn xa, Hình 4.44 Độ lệch QĐ giai đoạn cuối công thẳng đứng (QĐ vươn xa công thẳng đứng) Nhận xét: Quỹ đạo vươn xa cơng thẳng đứng sử dụng để mở rộng tầm bắn, tên lửa bắn mục tiêu cự li tối đa (120km) với góc cơng thẳng đứng mà giữ ngun độ xác 4.5 Kết luận chương Chương hồn thành hai nội dung là: mơ kiểm chứng thuật tốn điều khiển bám quỹ đạo tham chiếu giai đoạn đầu giải pháp điều khiển quỹ đạo giai đoạn cuối cho lớp TLĐĐ Trong giai đoạn đầu thuật toán điều khiển xây dựng để giúp tên lửa bay bám sát theo quỹ đạo tham chiếu xây dựng trước, giai đoạn 139 cuối giải pháp điều khiển đề xuất ngồi độ xác trúng đích tính đến việc đa dạng hóa quỹ đạo cơng nhằm gây khó khăn cho hỏa lực phòng khơng đối phương, tăng hiệu tiêu diệt mục tiêu Với thuật toán điều khiển giai đoạn đầu: kiểm chứng thuật toán điều khiển bám quỹ đạo tham chiếu giai đoạn đầu tác động sai số véc tơ lực đẩy việc khơng xác định xác tham số đối tượng điều khiển Trong giai đoạn đầu yếu tố chủ yếu gây sai lệch quỹ đạo bay tên lửa (thậm chí làm ổn định) sai số véc tơ lực đẩy so với trục đối xứng Kết mơ với mơ hình TLGĐ cho thấy thuật tốn điều khiển đề xuất có khả bù khử sai số véc tơ lực đẩy dải rộng (mô men sai số phạm vi ±500 Nm, tương đương với sai số góc khoảng 0.40 ÷ 0.50) Kết mô cho phép đưa khuyến nghị mức giới hạn yêu cầu cần phải đạt sai số véc tơ lực đẩy so với trục đối xứng việc chế tạo lắp ráp TLĐĐ sử dụng động nhiên liệu rắn Kết mơ chứng tỏ thuật tốn điều khiển (3.16) đạt độ xác cần thiết với độ bất định lớn tham số đối tượng điều khiển Điều giúp giảm bớt khắt khe cho việc tính tốn thiết kế công đoạn gia công - chế tạo - lắp ráp để thỏa mãn với điều kiện công nghệ nước Với giải pháp điều khiển giai đoạn cuối: Trong chương kiểm chứng thấy khả thi giải pháp điều khiển quỹ đạo giai đoạn cuối mà luận án đề xuất Điều phần lý giải TLĐĐ hệ nhờ trang bị thêm hệ thống điều khiển-dẫn đường dựa công nghệ vệ tinh định vị tồn cầu GNSS lại bắn xác 140 KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu luận án Nội dung luận án “Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển cho lớp tên lửa đất đối đất phóng thẳng đứng” giải toán điều khiển quỹ đạo cho lớp TLĐĐ trang bị cặp cánh lái khí động, phóng thẳng đứng có thêm điều khiển giai đoạn cuối Theo vấn đề giải luận án là: Vấn đề thứ nhất, xây dựng thuật toán điều khiển bám quỹ đạo tham chiếu giai đoạn đầu cho lớp TLĐĐ Trong giai đoạn đầu tên lửa điều khiển để bám theo quỹ đạo tham chiếu điều kiện chịu ảnh hưởng mạnh sai số chế tạo- lắp ráp đặc biệt sai số véc tơ lực đẩy so với trục đối xứng nó; Vấn đề thứ hai, xây dựng giải pháp điều khiển quỹ đạo giai đoạn cuối cho lớp TLĐĐ Trong giai đoạn cuối quỹ đạo định hướng hình thành theo kịch đa dạng hóa quỹ đạo cơng nhằm gây khó khăn cho chống trả hỏa lực phòng khơng đối phương Với quỹ đạo định hướng tên lửa điều khiển bay trúng mục tiêu theo dạng quỹ đạo bản: quỹ đạo công thấp, quỹ đạo trung gian quỹ đạo bay cao cơng thẳng đứng Trong q trình giải vấn đề luận án đạt kết nghiên cứu sau: - Đã đề xuất phương pháp xây dựng quỹ đạo tham chiếu cho lớp TLĐĐ chuyển động khơng gian có tính đến ảnh hưởng độ cong quay Trái Đất quanh trục; - Đã nghiên cứu sở phân tích biểu thức tốn học kiểm chứng phương pháp mô số dựa mơ hình TLGĐ để chứng minh ảnh hưởng mạnh mẽ bỏ qua sai số chế tạo đặc biệt sai số véc tơ lực đẩy so với trục đối xứng đến quỹ đạo bay lớp TLĐĐ trang bị cặp cánh lái khí động; 141 - Đã tổng hợp thuật toán điều khiển bám quỹ đạo tham chiếu giai đoạn đầu, thuật tốn điều khiển đảm bảo độ xác cần thiết điều kiện có tác động trước sai số véc tơ lực đẩy bất định tham số đối tượng điều khiển dải rộng; - Đã đề xuất chứng minh tính khả thi giải pháp điều khiển giai đoạn cuối có tính đến việc đa dạng hóa quỹ đạo cơng nhằm nâng cao hiệu tiêu diệt mục tiêu cho lớp TLĐĐ; - Đã tiến hành thử nghiệm phương pháp số máy tính cơng cụ Simulink sở mơ hình TLĐĐ giả định để kiểm chứng tính khả thi chất lượng thuật tốn điều khiển xây dựng Những đóng góp luận án - Đã đề xuất phương pháp xây dựng quỹ đạo bay giai đoạn đầu có tính tới hiệu ứng quay Trái Đất giải pháp hình thành quỹ đạo mong muốn giai đoạn cuối phù hợp với điều kiện tác chiến tên lửa đất đối đất - Đã đề xuất thuật toán điều khiển quỹ đạo cho lớp tên lửa đất đối đất có tính đến sai lệch thẳng Thuật tốn điều khiển đảm bảo độ xác cần thiết có sai số chế tạo đáng kể độ bất định cao đặc tính khí động Hướng phát triển luận án Về lý thuyết: tiếp tục nghiên cứu, xét thêm yếu tố ảnh hưởng khác đến quỹ đạo bay tên lửa gió, sai số cảm biến Có thể mở rộng tốn đa dạng hóa quỹ đạo cơng mặt phẳng ngang để hồn thiện kịch cơng cho TLĐĐ Về thực tiễn: sử dụng thuật toán điều khiển luận án để tiến hành thiết kế cải tiến hệ thống điều khiển cho số loại TLĐĐ tầm ngắn có trang bị Quân đội ta 142 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ Đặng Võ Công, Nguyễn Đức Cương, Nguyễn Đức Thành, Đặng Công Vụ, Nguyễn Sỹ Hiếu, “Đánh giá ảnh hưởng sai số trình chế tạo đến quỹ đạo bay tên lửa có điều khiển otonom”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật, số 180 (10/2016), Học viện KTQS, tr 91-103 Đặng Võ Công, Nguyễn Đức Cương, Nguyễn Đức Thành, Đặng Công Vụ, Nguyễn Sỹ Hiếu, “Thuật toán bám quỹ đạo định trước giai đoạn điều khiển otonom cho tên lửa đẩy tầm thấp”, Tạp chí Khoa học kỹ thuật, số 182 (2/2017), Học viện KTQS, tr 70-80 Đặng Võ Công, Nguyễn Đức Cương, Nguyễn Đức Thành, Đặng Công Vụ, Phạm Tuấn Hùng, “Nghiên cứu phương pháp xây dựng quỹ đạo chuẩn tên lửa đất đối đất”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân số 53 (2/2018), Viện KH&CN QS, tr 3-11 Đặng Võ Công, Nguyễn Đức Cương, Nguyễn Đức Thành, “Ngiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển quỹ đạo cho tên lửa đất đối đất”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học cơng nghệ qn số 54 (4/2018), Viện KH&CN QS, tr 3-12 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Văn Chung, Nguyễn Chí Sỹ, Hồng Ngọc Ánh, Vũ Hỏa Tiễn, Ứng dụng điều khiển thích nghi theo tốc độ gradient với mơ hình tham chiếu ẩn cho kênh điều khiển - ổn định độ cao tên lửa hành trình đối hải điều kiện có sóng, gió tác động bay thấp mặt nước biển, Hội nghị toàn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hóaVCCA, (11/2015) Nguyễn Đức Cương (2002), Mơ hình hóa mơ chuyển động khí cụ bay tự động, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội Nguyễn Đức Cương, Nguyễn Đức Thành, Phương hướng xây dựng giải tốn tìm quỹ đạo động hợp lý tên lửa hành trình đối hải giai đoạn tự dẫn để vượt hỏa lực phòng khơng tàu địch, Tạp chí Nghiên cứu KHKT&CNQS, Trung tâm Khoa học kỹ thuật Công nghệ quân sự, số 18 (3/2007) Nguyễn Đức Cương, Nguyễn Đức Thành, Đỗ Quý Thẩm, Đánh giá khả vượt qua hỏa lực phòng khơng tên lửa hành trình đối hải có sử dụng thuật toán động giai đoạn tự dẫn, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật, Học viện KTQS, số 120 (9/2007) Nguyễn Đức Cương, Hoàng Anh Tú, “Tính tốn hệ số khí động máy bay khơng người lái phương pháp xốy rời rạc tuyến tính”, Tuyển tập cơng trình Hội nghị khoa học tồn quốc Cơ học thuỷ khí, Hà Nội (2011), tr 65-72 Lê Anh Dũng, Nguyễn Hữu Độ, Huỳnh Lương Nghĩa (1998), Lý thuyết bay hệ thống điều khiển tên lửa phòng khơng-tập I,II,III, HVKTQS Phạm Tuấn Hải, Nâng cao chất lượng hệ dẫn đường thiết bị bay sở áp dụng phương pháp xử lý thông tin kết hợp, Luận án TSKT, 2012, Thư viện quốc gia Việt Nam 144 Nguyễn Hanh Hoàn, Lê Kỳ Biên, Khảo sát hiệu dạng động tên lửa đối hải để vượt hỏa lực pháo phòng khơng tự động tàu, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân sự, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, số 37 (6/2015) Nguyễn Sỹ Long, Trần Quang Huy, Phương Hữu Long (2012), Tổng hợp lệnh điều khiển tối ưu kênh độ cao thiết bị bay hành trình đối hải, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân sự, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, số 18 (6/2012) 10 Đàm Hữu Nghị (2010), Cơ sở tính tốn thiết kế tên lửa theo tiêu đạn đạo, HVKTQS 11 Triệu Việt Phương, Tự hiệu chuẩn cảm biến nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường cho đối tượng chuyển động mặt đất, Luận án TSKT, 2017, Thư viện quốc gia Việt Nam 12 Vũ Hỏa Tiễn (2010), Cơ sở thiết kế hệ tự động ổn định tên lửa, Học viện KTQS, Hà Nội 13 Vũ Hỏa Tiễn (2013), Động họс hệ thống điều khiển thiết bị bay, HVKTQS 14 Tạ Hải Tùng, Lã Thế Vinh, Nguyễn Đình Thuận, Thiết kế chế tạo thu định vị sử dụng vệ tinh độ xác cao thời gian thực thử nghiệm đo lưới khống chế, Hội thảo khoa học toàn quốc“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ vũ trụ”, Hà Nội, 2014 15 Dương Quốc Tuấn, Trần Đức Thuận, Nguyễn Đức Thắng, Áp dụng thuật tốn điều khiển tối ưu bám sát góc tầm tên lửa đạn đạo nhằm giảm sai số phát bắn, Tạp chí Nghiên cứu khoa học Cơng nghệ quân sự, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, số (8/2003) 16 Phạm Vũ Uy nhóm đề tài (2002), Tính tốn đường đạn cho lớp tên lửa, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Tên lửa - Viện KH&CN QS, BQP 145 17 Đặng Công Vụ, Nguyễn Đức Cương, Lê Thanh Phong, Trần Quốc Tồn, Đỗ Xn Tuyền, Đặng Võ Cơng, Ứng dụng điều khiển thích nghi theo tốc độ gradient với mơ hình tham chiếu tường minh cho UAV cỡ nhỏ điều kiện có nhiễu động gió, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân sự, Viện Khoa học Công nghệ quân sự, số 46 (12/2016) Tiếng Anh 18 B Burchett and M Costello, Model predictive lateral pulse jet control of an atmospheric rockets, Journal of Guidance Control and Dynamics, vol 25, no 5, pp 860-867, 2002 19 B Pavkovic, M Pavic, and D Cuk, Frequency- modulated pulse-jet control of an artillery rocket, Journal of Spacecraft and Rocskets, vol 49, no 2, pp 286-294, 2012 20 B Pavkovic, M Pavic, and D Cuk, Enhancing the precision of artillery rockets using pulsejet control systems with active damping, Scientific Technical Review, vol 62, no 2, pp 10-19, 2012 21 Bosch Sensortec, BMP180 Datasheet, Document Revision 2.3, (05/2011) 22 Cenk Demir, Abhyudai Sigh (2017), Prediction and Control of Projectile Impact Point using Approximate Statiscal Moments 23 Cuk Danilo, Essuri Mostafa & D Madic Slodoban, A new guidance law for a tactical surface-to-surface missile, Military Technical Courier, vol 60, no 1, pp 115-135, 2012 24 Garmin, GPS 18x Technical Specifications, Document Revision D, (03/2011) 25 M Costello and T Jitpraphai, Dispersion reduction of a direct fire rocket using lateral pulse jets, Journal of Spacecraft and Rocskets, vol 38, no 6, pp 929-936, 2001 146 26 Min Gao, Yongwei Zhang, Dan Fang (2016), Trajectory Correction Capability Modeling of the Guided projectiles with Impulse Thrusters, Engineer Letters, 24:1, EL_24_1_2002 27 National Air and Space Intelligence Center (NASIC), Ballistic and Cruise Missile Threat, (6/2017) 28 Novatel, IMU-LN200 Datasheet, Document Revision 2, (04/2017) 29 NVS Technologies AG, NV08C-RTK GNSS Card Datasheet, Version 1.0, (11/2014) 30 NXP, MPXA6115A Datasheet, Document Revision 7.3, (04/2015) 31 Qing-wei Guo, Wei-dong Song, Min Gao, Dan Fang (2016), Advanced guidance Law Design for Trajectory-Corrected Rockets with Canards under Single Chanel Conrol, Engineer Letters, 24:4, EL_24_1_13 32 R Zardashti and M Bagherian, Flight Path Angle Sreering with Lambert Guidence Reference, Journal of guidance Control and Dynamics, vol 27, no 6, pp 989-996, 2004 33 SBG Systems, Ellipse-N Datasheet, Version 1.1, (08/2015) 34 S K Gupta, S Saxena, A Singhal and A K Ghosh, Trajectory correction flight control system using pulsejet on an artillery rocket, Defense Science Journal, vol 58, no 1, pp 15-33, 2008 35 Slobodan, MSc (2009), Guidance of Ground to Ground Rockets Using Flight Path Steering Method, Scientific Technical Review, Vol.LIX, No.3-4, 2009 36 Steven J Zaloga, Scud Ballistic Missile and Launch System 1955-2005, Osprey (2006) 37 Tersus, BX305 GNSS Real-time Kinematic Board Datasheet, Version 2.1, (07/2018) 38 The MathWorks, Simulink Design Optimization User’s Guide, March 2015 147 39 T Harkins and T Brown, Using ative damping as a precision enhancing technology for 2.75-inch rockets, Tech rep ARL-TR-1172, US Army Research Laboratory, Aberdeen, Md, USA, 1999 40 VectorNav Technologies, VN-100 User Manual, Document Revision 2.41, (03/2017) 41 VectorNav Technologies, VN-300 User Manual, Document Revision 2.41, (03/2017) 42 Xsens, Mti-g-710 User manual, Document Revision 2018.A, (02/2018) 43 Yang Hongwei, Dou Lihua, and Gan Minggang, Control method of impulse actuator of antiaircraft trajectory correction projectile, Transaction of Beijing Institute of technology, vol 31, no 10, pp 11841188, 2011 44 Zarchan P, Tactical and Strategic Missile Guidance (3rd Edition), the American Institute of Aeronautics and Astronautics (1997) Tiếng Nga 45 А.А Лебедев, Л.С Чернобровкин, Динамика полета беспилотнных летательных аппаратов, Машиностроение, Москва, 1973 46 В.С Моисеев, А.Н Козар, Основы теории применения управляемых артиллерийских снарядов, Казань, 2004 47 Нгуен Хай Минь, Использование прогнозирующих моделей для оценки влияния нестационарности атмосферы на движение летательных аппаратов, Гагаринские чтения Секция - Механика космического полета, Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции XXXIII - М 2007 - Том - С 99-100 48 Нгуен Хай Минь, Моделирование действия случайного ветра, на движение снарядов реактивных систем залпового огня (РСЗО), Гагаринские чтения, Секция - Механика космического полета, 148 Тезисы докладов Международной молодежной научной конференции XXXIV - М 2008 - Том 5.-С 133-135 49 НПО Машиностроение, Методика анализа устойчивости и выбора алгоритмов стабилизации ракеты, Москва, 1999 50 В.Г Воробьев, С.В Кузнецов, Автоматическое управление полетом самолетов, Москва “Транспорт”, 1995 Trang WEB 51 http://www.missiledefenseadvocacy.org 52 http://www.military-today.com/missiles.htm 53 http://fas.org/irp/threat/missile/ 54 https://www.globalsecurity.org/military/world/israel/extra.htm 55 http://www.imisystems.com/whatwedocat/firepower-precision/#mainform 56 http://www.ansys.com/Products/Fluids/ANSYS-CFX ... VỀ TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT 1.1 Tổng quan tên lửa đất đối đất 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 11 1.2.1 Tình hình nghiên. .. ĐẶNG VÕ CÔNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHO MỘT LỚP TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT PHÓNG THẲNG ĐỨNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 52 02 16 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI... dung nghiên cứu Xây dựng toán điều khiển quỹ đạo nghiên cứu phương pháp xây dựng quỹ đạo tham chiếu lớp TLĐĐ; Xây dựng thuật toán điều khiển bám quỹ đạo giai đoạn đầu cho lớp TLĐĐ; Xây dựng giải