Nghiên cứu nâng cao độ chính xác hệ thống dẫn đường quán tính có đế ứng dụng trong điều khiển thiết bị bay không người lái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ LÊ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG QN TÍNH CĨ ĐẾ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHỊNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QUÂN SỰ LÊ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG QN TÍNH CĨ ĐẾ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI 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 Công Định TS Phan Tương Lai HÀ NỘI - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố công trình khác, liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Hà nội, ngày tháng Người cam đoan NCS Lê Tuấn Anh năm 2021 ii LỜI CẢM ƠN Cơng trình nghiên cứu thực Viện Tên lửa Viện Tự động hoá kỹ thuật quân sự, thuộc Viện Khoa học Công nghệ Quân - Bộ Quốc phịng Tơi bày tỏ biết ơn sâu sắc tới tập thể cán giáo viên hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Công Định TS Phan Tương Lai trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận án Tơi chân thành cảm ơn Ban giám đốc Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, Thủ trưởng Phòng Đào tạo, Thủ trưởng Viện Tự động hoá Kỹ thuật quân sự, Thủ trưởng Viện Tên lửa tạo điều kiện thuận lợi giúp hồn thành nhiệm vụ đạt kết mong muốn Tôi chân thành cảm ơn nhà khoa học, cán nghiên cứu Viện Tên lửa, Viện Tự động hóa Kỹ thuật quân có đóng góp q giá q trình nghiên cứu Xin chân thành cám ơn Thầy giáo, nhà Khoa học gia đình bạn bè đồng nghiệp quan tâm, cổ vũ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu, tạo điều kiện tốt cho thực luận án iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT V DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ IX MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG QUÁN TÍNH TRÊN UAV 1.1 Tổng quan UAV 1.2 Tổng quan hệ thống dẫn đường quán tính có đế 1.2.1 Các hệ toạ độ dùng dẫn đường quán tính 1.2.2 Phân loại GINS 10 1.2.3 Đế ổn định GINS 16 1.2.4 Mơ hình sai số GINS 20 1.3 Tình hình nghiên cứu ngồi nước có liên quan 25 1.3.1 Tình hình nghiên cứu có liên quan nước 25 1.3.2 Tình hình nghiên cứu có liên quan nước 27 1.4 Đặt toán cần giải 29 1.5 Kết luận chương 32 CHƯƠNG 2: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GINS 34 2.1 Đặc tính động học hệ thống ổn định đế 34 2.2 Khảo sát, tổng hợp hệ thống ổn định quay lực trục 36 2.2.1 Nguyên lý ổn định hệ thống quay lực trục 36 2.2.2 Mơ hình tốn chuyển động đế ổn định trục 40 2.3 Nâng cao độ độ ổn định đế GINS phương pháp loại bỏ tác động xen kênh 48 2.3.1 Ảnh hưởng biện pháp khắc phục tác động xen kênh trục 49 2.3.2 Ảnh hưởng biện pháp khắc phục tác động xen kênh trục hệ ổn định ba trục 55 2.4 Nâng cao độ ổn định đế GINS sử dụng hấp thụ rung 62 2.4.1 Đặc tính biên độ-tần số hệ thống ổn định đế 62 2.4.2 Nâng cao độ ổn định đế thiết bị hấp thụ rung có tính chất nhớt 65 2.4.3 Nâng cao độ ổn định đế thiết bị hấp thụ rung động lực 69 2.3.4 Tối ưu tham số hấp thụ rung động lực có tính chất nhớt 73 2.4 Kết luận chương 78 CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN UAV SỬ DỤNG GINS ĐÃ HIỆU CHỈNH 80 3.1 Mơ hình tốn chuyển động UAV khơng gian 81 iv 3.1.1 Các hệ tọa độ sử dụng mơ hình động lực học bay UAV 81 3.1.2 Ma trận chuyển đổi hệ tọa độ 82 3.1.3 Mơ hình tốn động lực học UAV 83 3.2 Xây dựng thuật toán tổng hợp lệnh điều khiển cho UAV theo kênh 91 3.2.1 Kênh chuyển động ngang 91 3.2.2 Kênh chuyển động dọc 94 3.2.3.Tính tốn xây dựng hàm truyền hệ thống điều khiển theo kênh chuyển động chế độ bay 97 3.2.4 Thiết kế điều khiển PID theo kênh 104 3.3 Thuật tốn tổng hợp điều khiển PID thích nghi theo mơ hình mẫu cho UAV sở luật MIT lý thuyết ổn định Lyapunov 108 3.3.1 Thuật toán tổng hợp lệnh điều khiển ổn định góc cren sử dụng điều khiển PID thích nghi theo mơ hình mẫu sở luật MIT lý thuyết ổn định Lyapunov 109 3.3.2 Thiết kế điều khiển ổn định góc cren UAV sử dụng điều khiển PID thích nghi 112 3.4 Thiết kế điều khiển LQR cho UAV kênh dọc trục dựa phương pháp điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu với dự báo trạng thái 119 3.4.1 Bộ điều khiển LQR kênh dọc trục 119 3.4.2 Điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu sử dụng dự báo trạng thái 120 3.5 Kết luận chương 129 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG THUẬT TỐN NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC GINS ỨNG DỤNG VÀO BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN UAV 130 4.1 Mơ phỏng, đánh giá thuật tốn ổn định đế 130 4.1.1 Loại bỏ tác động xen kênh 130 4.1.2 Khử rung, xóc cách áp dụng hấp thụ rung 133 4.2 Mơ q trình tự động điều khiển ổn định UAV 135 4.2.1 Tổng hợp vịng điều khiển kín kênh 135 4.2.2 Xây dựng điều khiển PID LQR thích nghi kênh 142 4.3 Kết luận chương 151 KẾT LUẬN 153 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 155 TÀI LIỆU THAM KHẢO 156 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên  Góc [rad]  Góc trượt cạnh [rad] e Góc lệch cánh lái elevator TBB [rad] a Góc lệch cánh lái aileron TBB [rad] a* Hằng số hàm truyền động lực học kênh dạt sườn [] a* Hằng số hàm truyền động lực học kênh dạt sườn [] aV* Hằng số hàm truyền động lực học kênh dọc [] b Độ dài sải cánh TBB [m] Hệ số lực nâng, hệ số lực cản tác động lên máy bay [] Hệ số lực dạt sườn (trượt cạnh) [] Fthrust Lực đẩy động TBB [] L, M, N Các mơ men khí động tác dụng lên TBB hệ tọa độ liên kết [N.m] g Gia tốc trọng trường [m/s2] m Khối lượng khí cụ bay [kg] P Lực đẩy động [N] V Vectơ vận tốc tâm khối máy bay pn Vị trí UAV theo trục Ox hệ tọa độ quán tính F i [m] pe Vị trí UAV theo trục y hệ tọa độ quán tính F i [m] pd Vị trí UAV theo trục z hệ tọa độ quán tính F i [m] u Vận tốc thẳng UAV theo trục x hệ tọa độ liên kết F b [m/s] CL , CD Cm [m/s] vi v Vận tốc thẳng UAV theo trục y hệ tọa độ liên kết F b [m/s] w Vận tốc thẳng UAV theo trục z hệ tọa độ liên kết F b [m/s]  Góc cren hệ tọa độ bay-2 F v [rad]  Góc chúc ngóc hệ tọa độ bay-1 F v1 [rad]  Góc hướng hệ tọa độ mặt đất di động F v [rad] p q r J Vận tốc góc quanh trục x hệ tọa độ liên kết Fb Vận tốc góc quanh trục y hệ tọa độ liên kết Fb Vận tốc góc quanh trục z hệ tọa độ liên kết Fb Ma trận mơ mem qn tính đối UAV [rad/s] [rad/s] [rad/s] [N.m2] fx Tổng ngoại lực tác dụng lên UAV theo trục x hệ tọa độ liên kết F b [N] fy Tổng ngoại lực tác dụng lên UAV theo trục y hệ tọa độ liên kết F b [N] R ij Ma trận chuyển đổi từ hệ tọa độ j sang hệ tọa độ i [] l Hệ số mô-men cren so với trục 0x [N.m] n Hệ số mô men chúc ngóc so với trục 0z [N.m] Va Tốc độ bay TBB so với mơi trường khơng khí chưa bị nhiễu động (véc-tơ không tốc) [m/s]  Vĩ độ TBB hệ quy chiếu trái đất [rad] λ Kinh độ TBB hệ quy chiếu trái đất [rad] Kc Hệ số truyền mạch khuếch đại động ổn định Danh mục chữ viết tắt Ký hiệu BKD b-frame Ý nghĩa Bộ khuếch đại Hệ tọa độ liên kết [] vii CBG Cảm biến góc CBM Cảm biến mô-men CBL Cảm biến lệnh DCO Động ổn định DCM Ma trận cosin phương DOF Degree of freedom (Bậc tự do) ĐKTNMHC Điều khiển thích nghi theo mơ hình mẫu ENU e-frame FE GINS HTDĐQT Đơng - Bắc - Hướng lên Hệ quy chiếu Trái đất ước lượng sai số cảm biến Gimbal Inertial Navigation System (Hệ thống dẫn đường qn tính có đế) Hệ thống dẫn đường quán tính IMU Khối đo lường quán tính i-frame Hệ quy chiếu quán tính M Số Mach MEMS Con quay vi điện tử MTTK Máy tính khoang MBKNL Máy bay không người lái n-frame Hệ quy chiếu địa lý (xe, ye, ze) Tọa độ TBB hệ quy chiếu Trái đất (xi, yi, zi) Tọa độ TBB hệ quy chiếu quán tính SINS TBBKNL UAV Strapdown Inertial Navigation System (Hệ thống dẫn đường qn tính khơng đế) Thiết bị bay khơng người lái Unmaned Aerial Vehicle Máy bay không người lái, MBKNL viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Các tham số ban đầu hệ thống đế ổn định 44 Bảng 3.1 Sự phụ thuộc hệ số khí động theo góc α 88 Bảng 3.2 Tính tốn đạo hàm hệ số khí động 88 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc CY , Cl , Cn vào góc trượt cạnh  89    Bảng 3.4 Các tham số khí động tính Digital Datcom 90 Bảng 3.5 Các đạo hàm hệ số khí động tính Digital Datcom 90 Bảng 3.6 Các tham số ban đầu UAV 125 Bảng 3.7 Tham số máy lái 126 Bảng 4.1 Tham số mơ hình ngẫu nhiên Dryden: 145 149 + Biến trạng thái kênh dọc UAV: Hình 4.33 Đồ thị thay đổi góc tấn, vận tốc góc chúc ngóc, góc lệch cánh lái + Tư góc UAV: Hình 4.34 Đồ thị tham số góc vận tốc góc kênh 150 + Đồ thị tham số chuyển động UAV theo kênh ngang: Hình 4.35 Đồ thị tham chuyển động kênh ngang + Các tín hiệu điều khiển UAV: Hình 4.36 Các tín hiệu điều khiển UAV bám theo độ cao cho trước Từ hình 4.34, 4.36 thấy góc góc trượt cạnh UAV thực động hạ độ cao đảm bảo ổn định cho phép Các vận tốc góc quanh ba trục hệ thống điều khiển UAV nằm giới hạn cho phép Tại 151 thời điểm 20 giây, UAV thực trình hạ độ cao nên để giữ ổn định, hệ thống điều khiển đưa tín hiệu điều khiển quay góc lệch cánh lái aileron giá trị cực trì ổn định cho hệ thống + Quỹ đạo chuyển động UAV bám theo độ cao cho trước: Hình 4.37 Quỹ đạo chuyển động UAV theo thuật toán điều khiển hạ độ cao Nhận xét: Với luật điều khiển xây dựng chương 3, UAV bám theo độ cao cho trước mà đảm bảo hệ thống ổn định với tham số góc giới hạn cho phép 4.3 Kết luận chương Bằng cách xây dựng sơ đồ cấu trúc Matlab/Simulink, chương luận án bước mô để kiểm chứng phương pháp nâng cao độ ổn định đế nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường quán tính Cụ thể, chương thực nhiệm vụ sau: - Khảo sát, mô phương pháp khử tác động xen kênh hai trục, từ xây dựng phương pháp loại bỏ tác động xen kênh ba trục - Khảo sát, mơ phương pháp hấp thụ rung có tính chất nhớt, đưa nhận xét độ ổn định đế sử dụng phương pháp Từ xây dựng phương án tính tốn tham số thiết kế để đảm bảo hiệu hấp thụ rung tốt Phương án sử dụng thiết bị hấp thụ rung có tính chất nhớt có cấu trúc đơn giản hấp thụ dao động dải khác 152 - Khảo sát, mô phỏng, đánh giá phương pháp sử dụng thiết bị hấp thụ rung động lực nhằm tăng hiệu hấp thụ rung dải tần định Ở dải tần số riêng thiết bị hấp thụ rung hiệu hấp thụ rung đạt cực đại Đặc biệt độ nhớt thiết bị hấp thụ rung nhỏ không rung lắc tần số tần số riêng thiết bị hấp thụ rung bị hấp thụ hoàn tồn Lợi dụng đặc tính ta sử dụng nhiều thiết bị hấp thụ rung đồng thời để mở rộng dải hấp thụ rung lắc nhằm tăng độ xác thiết bị - Xây dựng mơ hình tốn động lực học bay khơng gian ba chiều TBBKNL, tổng hợp điều khiển cho lớp TBBKNL sở thiết kế điều khiển LQR, PID thích nghi theo mơ hình mẫu để nâng cao chất lượng vịng điều khiển kín TBBKNL Trên sở nghiên cứu trên, luận án thực mô toán điều khiển TBB bám theo quỹ đạo cho trước mô số trường hợp TBB tiếp cận mục tiêu giả lập độ cao cho trước - Mơ tốn bám theo quỹ đạo cho trước UAV sử dụng luật điều khiển đề xuất chương 153 KẾT LUẬN Luận án “Nghiên cứu nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường quán tính có đế ứng dụng điều khiển thiết bị bay không người lái” nghiên cứu đề xuất phương pháp nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường quán tính việc nâng cao độ ổn định đế Kết nghiên cứu luận án mở hướng cách xử lý toán nâng cao hiệu hoạt động vũ khí, khí tài quân thực mang ý nghĩa lớn chiến lược quốc phòng Luận án đạt số kết sau: - Nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng sai số đế đến sai số dẫn đường thiết bị bay - Nghiên cứu, khảo sát động lực học quay lực Nghiên cứu tính ổn định hệ thống đế trục quay lực sử dụng luận án - Khảo sát, mơ tính ổn định hệ thống hai trục, tồn tác động xen kênh hai trục nguyên nhân gây ổn định đế - Khảo sát, mô phương pháp khử tác động xen kênh ba trục, từ xây dựng phương pháp loại bỏ tác động xen kênh ba trục - Khảo sát, mô phương pháp sử dụng hấp thụ rung có tính chất nhớt, đưa nhận xét độ ổn định đế sử dụng phương pháp Từ xây dựng phương án tính tốn tham số thiết kế cho hấp thụ rung để đảm bảo hiệu hấp thụ rung tốt Phương án sử dụng hấp thụ rung có tính chất nhớt có cấu trúc đơn giản hấp thụ dao động dải khác - Khảo sát, mô phỏng, đánh giá phương pháp sử dụng hấp thụ rung động lực nhằm tăng hiệu hấp thụ rung dải tần định Ở dải tần số riêng hấp thụ rung hiệu hấp thụ rung đạt cực đại Đặc biệt độ nhớt hấp thụ rung nhỏ không rung lắc tần số tần số riêng hấp thụ rung bị hấp thụ hoàn toàn Lợi dụng đặc tính ta sử dụng nhiều hấp thụ rung đồng thời để mở rộng dải hấp thụ rung lắc nhằm tăng độ xác thiết bị - Xây dựng mơ hình động lực học thiết bị bay, thiết kế vịng điều khiển kín kênh thiết bị bay hệ thống hoạt động chế độ ơ-tơ-nơm Xây dựng thuật tốn tổng hợp lệnh điều khiển ổn định góc cren sử dụng điều khiển PID, LQR thích nghi theo mơ hình mẫu cho lớp thiết bị bay không người lái 154 sở luật MIT lý thuyết ổn định Lyapunov Những đóng góp luận án: - Đề xuất giải pháp bù khử tác động xen kênh trục phương pháp khử dao động hấp thụ rung để nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường qn tính có đế - Xây dựng thuật toán tổng hợp lệnh điều khiển ổn định góc cren sử dụng điều khiển PID thích nghi theo mơ hình chuẩn cho lớp thiết bị bay không người lái - Xác định tham số động học UAV Orbiter làm sở mô phỏng, kiểm chứng thuật toán đề xuất Hướng nghiên cứu luận án Nghiên cứu, thử nghiệm chế tạo mạch dao động điện tử dựa tính chất thiết bị hấp thụ rung nhằm nâng cao độ ổn định cấu đế HTDĐQT Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng thuật toán điều khiển đại vào nâng cao chất lượng điều khiển TBBKNL, xây dựng thuật toán điều khiển kháng lỗi hệ thống tự động bay TBB xuất sai số cảm biến lỗi cấu truyền động 155 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ [1] Lê Tuấn Anh, Phan Tương Lai, Hồng Thế Khanh, Nguyễn Quang Vịnh, (2015), “Nghiên cứu, xây dựng thuật toán khảo sát sai số hệ thống dẫn đường qn tính có đế với cảm biến định hướng tự theo phương vị”, ISSN 18591043, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, Số đặc san KH-CNQS, 10-2015, tr.73-81 [2] Lê Tuấn Anh, Phan Tương Lai, Hoàng Thế Khanh, Đồng Văn Tấn, Trần Quang Minh, (2015), “Về phương pháp xác định tham số dẫn đường hệ thống dẫn đường quán tính sử dụng la bàn kiểu quay với cảm biến đo tốc độ góc”, ISSN 1859- 1043, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Qn sự, Số đặc san KH-CNQS, 10-2015, tr.82-92 [3] Lê Tuấn Anh ,Hoàng Việt Trung, Phạm Văn Tùng, Đồng Văn Tấn, Hồng Thế Khanh, Vũ Xn Thìn, Vũ Mạnh Tuấn, (2016), “Nghiên cứu mơ hình động lực học bay cho máy bay khơng người lái”, ISSN 1859- 1043,Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, Số đặc san Viện Tên Lửa, 9-2016, tr.337-348 [4] Hoàng Việt Trung, Lê Tuấn Anh, Phan Tương Lai, Trần Hoài Nam, (2016), “Xác định hệ số khí động phục vụ tốn mơ động lực học bay máy bay không người lái orbiter 2”, ISSN 1859- 1043,Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, Số đặc san KH-CNQS, 04-2016, tr.30-36 [5] Hoàng Mạnh Tưởng, Lê Tuấn Anh , Phạm Trung Dũng, Nguyễn Tiến Anh, (2018), “So sánh phương án lựa chọn sơ đồ bù khử chuyển động kéo theo thuật toán định hướng”, ISSN 1859- 1043,Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, Số 55, 06 – 2018 [6] Nguyễn Đình Duy, Lê Tuấn Anh, Phạm Khắc Lâm, Phan Thế Sơn, (2019), “Phương pháp xác định góc định hướng tên lửa chống tăng B72, sử dụng cảm biến vi điện tử MEMS”, ISSN 1859- 1043,Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, Số Đặc san TĐH, 04 – 2019, tr.164-171 [7] Lê Tuấn Anh, Phan Tương Lai, Hoàng Mạnh Tưởng, Nguyễn Văn Hùng, (2020), “Nâng cao độ xác định phương thẳng đứng nhờ thiết bị hấp thụ rung có tính chất ma sát nhớt”, ISSN 1859- 1043,Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, 6-2020, số 67, tr.25-32 [8] Lê Tuấn Anh, Phan Tương Lai, Hồng Mạnh Tưởng, Nguyễn Văn Hùng, (2020), “Tính toán tham số thiết bị hấp thụ rung động lực cho hệ thống ổn định đế dạng lực”, Tạp chí Nghiên cứu KH&CN Quân sự, hội thảo quốc gia: ứng dụng công nghệ cao vào thực tiễn – 60 năm phát triển Viện KH-CN Quân sự, 10-2020, tr.84-90 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Phạm Hải An (2011), “Về phương pháp nhận dạng chuyển động cho lớp phương tiện giới quân sử dụng đa cảm biến”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học - Công nghệ Quân [2] Ngô Thanh Bình (2015), “Nâng cao chất lượng cho thiết bị định vị dẫn đường sử dụng GPS phục vụ tốn giám sát quản lý phương tiện giao thơng đường bộ”, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Giao thông vận tải Hà Nội [3] GS.TSKH Nguyễn Đức Cương, PGS.TS Trần Đức Thuận(2013), Thiết bị bay có điều khiển Tên lửa hành trình đối hải, Sách giáo trình chun khảo, Viện Khoa học - Cơng nghệ Qn [4] Nguyễn Tăng Cường, Nguyễn Công Định (2002), “Các cơng cụ Matlab để phân tích thiết kế hệ thống điều khiển” Học viện KTQS [5] Nguyễn Văn Chúc, Nguyễn Đức Cương (2001), Khảo sát ảnh hưởng sai số cảm biến hệ thống dẫn đường quán tính tới độ xác ổn định độ cao, Tuyển tập báo cáo KH hội nghị lần thứ 13, Học viện KTQS, Hà Nội [6] Nguyễn Văn Chúc, Trần Đức Thuận, Nguyễn Phú Thắng, Chử Đức Trình, Trần Đức Tân, Ngơ Trọng Mại, 2008, “Nghiên cứu tích hợp hệ thống dẫn đường quán tính (DĐQT) sở cảm biến vi điện tử phục vụ điều khiển dẫn đường phương tiện chuyển động”, đề tài Trung tâm KHKT-CN Quân Sự, Bộ Quốc Phòng [7] Lê Anh Dũng, Nguyễn Hữu Độ, Nguyễn Xuân Căn, Huỳnh Lương Nghĩa, “Lý thuyết bay hệ thống điều khiển tên lửa phòng không”, Học Viện kỹ thuật quân sự, 1999 [8] Lê Anh Dũng, Nguyễn Hữu Độ, Nguyễn Xuân Căn, Huỳnh Lương Nghĩa, “Lý thuyết bay hệ thống điều khiển quán tính”, Tập I, II, III, Học viện KTQS [9] Nguyễn Cơng Định, “Phân tích tổng hợp hệ thống điều khiển máy tính”,NXB Khoa học kỹ thuật, 2002 [10] Phạm Tuấn Hải (2004), “Nâng cao chất lượng hệ dẫn đường thiết bị bay sở áp dụng phương pháp xử lý thông tin kết hợp”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật [11] Bùi Hồng Huế (2016), “Tổng hợp hệ điều khiển tay máy có khớp đàn hồi ứng dụng cảm biến vi quán tính”, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Công nghệ Quân 157 [12] Nguyễn Sỹ Long (2013), “Xây dựng phương pháp tổng hợp điều khiển số cho lớp đối tượng bay”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học - Công nghệ Quân [13] Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, “Điều khiển tối ưu bền vững”, NXB Khoa học Kỹ thuật [14] Nguyễn Doãn Phước (2009), “Lý thuyết điều khiển nâng cao”, NXB Khoa học kỹ thuật [15] Triệu Việt Phương (2017), “Tự hiệu chuẩn cảm biến nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường cho đối tượng chuyển động mặt đất”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội [16] Nguyễn Phùng Quang, “Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động”, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2005 [17] Hồ Văn Sung, “Thực hành xử lý số tín hiệu với Matlab”, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2006 [18] Trần Đức Tân, “Nâng Cao Chất Lượng Hệ Thống Dẫn Đường Tích Hợp INS/GPS Sử Dụng Cấu Trúc Phản Hồi Vận Tốc” Tuyển tập cơng trình Hội nghị Cơ học tồn quốc lần thứ VIII, 2007 [19] Phạm Văn Tăng (2017), “Thiết kế xây dựng hệ thống dẫn đường tích hợp INS/GPS dùng cho vật thể chuyển động”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Quốc gia Hà Nội [20] Nguyễn Văn Thắng (2017), “Thiết kế xây dựng hệ thống dẫn đường tích hợp INS/GPS sở linh kiện vi điện tử dùng cho phương tiện giao thông đường bộ”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Quốc gia Hà Nội [21] Trần Đức Thuận (2013), Hệ thống điều khiển Tên lửa thiết bị phóng, Sách giáo trình chun khảo [22] Trương Duy Trung (2014), “Xây dựng thuật toán dẫn đường điều khiển phương tiện ngầm”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện KH-CN Quân [23] Đinh Văn Tuân (2009), “Xây dựng phương pháp tổng hợp hệ thống điều khiển cho khí cụ bay hành trình có thiết bị dẫn đường quán tính”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện KH-CN Quân [24] Xác Định Phương Hướng Trên Biển, http://saigonscouts.org/xac-dinhphuong-huong-tren-bien Tiếng Anh [25] Alig Bayrak - 2008, Formation Preserving Navigation of Agent Teams in 3-D Terrains, Ph.D.thesis, Ph.D.thesis, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University 158 [26] Alper Öztürk, 2003, Development, implementation, and testing of a tightly coupled integrated ins/gps system, M.S., Department of Electrical and Electronics Engineering, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University [27] Andr´e Hauschild, 2010, Precise GNSS Clock-Estimation for Real-Time Navigation and Precise Point Positioning, TECHNISCHE UNIVERSITăAT MăUNCHEN [28] Bar-Itzhack, I Y and Oshman, Y., “Attitude Determination from Vector Observations: Quaternion Estimation,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol AES-321, No 1, 1985, pp 128–136 [29] Choukroun, D., Bar-Itzhack, I Y., and Oshman, Y., “A Novel Quaternion Filter,” AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Monterey, CA, Aug 2002, AIAA-02-4460 [30] Christopher Jekeli, Inertial Navigation Systems with Geodetic Applications, 2000 ISBN-13: 978-3110159035 [31] D.K Barton and S.A Leonov Radar Technology Encyclopedia Artech House, Inc., Electronic edition, 1998 [32] Deutschmann, J., Markley, F L., and Bar-Itzhack, I Y., “Quaternion Normalization in Spacecraft Attitude Determination,” Proceedings of the Flight Mechanics/Estimation Theory Symposium, (NASA/CP- 1992-3186) NASAGoddard Space Flight Center, Greenbelt, MD, 1992, pp 523–536 [33] Ducard, Guillaume J J Fault-tolerant Flight Control and Guidance Systems, Spring 2009 [34] E.H Shin,2002 Accuracy Improvement of Low Cost INS/GPS for Land Applications Ph.D thesis, The University of Calgary, Cagary, Alberta [35] El-Sheimy, N., 1996 The development of VISAT - A mobile survey system for GIS applications Ph.D thesis, The University of Calgary, Cagary, Alberta [36] Farrell, J A and Barth, M (1998) The Global Positioning System & Inertial Navigation McGraw–Hill [37] Hang Liu, 2009, Optimal Smoothing Techniques in Aided Inertial Navigation and Surveying Systems, Ph.D thesis, The University of Calgary, Cagary, Alberta [38] Hua, M.-D (2010) Attitude estimation for accelerated vehicles using GPS/INS measurements Control Engineering Practice, 18(7):723 – 732 Special Issue on Aerial Robotics 159 [39] Jan Roskam, Airplane Flight Dynamics And Automatic Flight Controls, Darcorporation 2003 [40] Jau-Hsiung Wang, 2006, Intelligent MEMS INS/GPS Integration For Land Vehicle Navigation [41] Jiangshuai Huang, Yong-Duan Song, Adaptive and Fault-Tolerant Control of Underactuated Nonlinear Systems, CRC Press 2017 [42] Kai-Wei Chiang, 2004, INS/GPS Integration Using Neural Networks for Land Vehicular Navigation Applications [43] Karl J Astrom, Bjorn Wittenmark, “Adaptive Control”, 1994 Dover Publications [44] KeKe Geng, N.A Chulin (2016), “Applications of multi- height sensors data fusion and fault- tolerant Kalman filter in integrated navigation system of UAV”, Bauman Moscow State University, 5, 2-ya Baumanskaya str., Moscow 105005, Russia [45] Lavretsky, Eugene, Wise, Kevin A, “Robust and Adaptive Control With Aerospace Applications” [46] M.W Long Radar Reflectivity of Land and Sea Artech House, Third edition, 2001 [47] Markley, F L., “Attitude Estimation or Quaternion Estimation?” Journal of the Astronautical Sci-ences, Vol 52, No 1/2, 2004, pp 221–238 [48] Michael V Cook (Eds.), “Flight Dynamics Principles A Linear Systems Approach to Aircraft Stability and Control”, Published by Elsevier Ltd, 2013 [49] Michal Reinštein, 2010, Use of Adaptive Filtering Methods in Inertial Navigation Systems Czech Technical University in Prague [50] Mohinder S.G., Lawrence R.W., Angus P.A Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration Second edition - New Jersey: WileyInterscience, 2007 [51] Mufeed Mahmoud, Jin Jiang, Youmin Zhang Active Fault Tolerant Control Systems: Stochastic Analysis and Synthesis, Spring 2003 [52] Mustapha Tlidi, Marcel G Clerc, “Nonlinear Dynamics: Materials, Theory and Experiments: Selected Lectures”, 3rd Dynamics Days South America, Valparaiso 3-7 November 2014 [53] Naira Hovakimyan, Chengyu Cao, “L1 Adaptive Control Theory: Guaranteed Robustness with Fast Adaptation”, 2010 Society for Industrial & Applied Mathematics,U.S [54] Nandan K Sinha, N Ananthkrishnan, “Advanced Flight Dynamics with Elements of Flight Control”, CRC Press, 2017 160 [55] Nhan T Nguyen “Model-Reference Adaptive Control A Primer”, 2018 Publisher Springer [56] Paul D Groves, Principles of GNSS, inertial, and multi-sensor integrated navigation systems, 2008 [57] Rama K Yedavalli, “Flight Dynamics and Control of Aero and Space Vehicles”, John Wiley & Sons, 2020 [58] Ranjan Vepa, “Dynamics and Control of Autonomous Space Vehicles and Robotics”, Cambridge University Press, 2019 [59] Salychev, O S., Voronov, V V., Cannon, M E., Nayak, N., and Lachapelle, G (2000) Low cost INS/GPS integration: Concepts and testing In Proceedings of the ION National Technical Meeting, pages 98–105, Anaheim, CA [60] Sameh Nassar., 2003 Improving the Inertial Navigation System (INS) Error Model for INS and INS/DGPS Applications .Ph.D thesis, The University of Calgary, Cagary, Alberta [61] ˇSkaloud, J., Li, Y C., and Schwarz, K.-P (1997) Airborne testing of a CMIGITS II low cost integrated GPS/INS In Proceedings on International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation, pages 161–166, Banff, Canada [62] Sukkarieh, S (2000) Low Cost, High Integrity, Aided Inertial Navigation Systems for Autonomous Land Vehicles Ph.D Thesis, Australian Centre for Field Robotics, Dept of Mechanical and Mechatronic Engineering, The University of Sydney, Sydney, Australia [63] Theory of functional systems, https://en.wikipedia.org/wiki/ Theory_of_functional_systems [64] Titterton, D H and Weston, J L., Strapdown Inertial Navigation Technology Lavenham, UK: The Lavenham Press ltd, 1997 ISBN 86341 260 [65] Titterton, D H and Weston, J L (1997) Strapdown Inertial Navigation Technology Peter Peregrinus Ltd [66] Tobias Karlsson- 2002, Terrain Aided Underwater Navigation using Bayesian Statistics Ms.Thesis, Department of Electrical Engineering Linköpings Universitet SE-581 83 Linköping, Sweden [67] Umar Iqbal Bhatti, 2007, Improved integrity algorithms for integrated GPS/INS systems in the presence of slowly growing errors, Ph.D thesis, the University of London and Diploma of the Membership of Imperial College London 161 [68] V.Ekütekin - 2007, Navigation and control studies on cruise missiles, Ph.D.thesis, The Graduate School of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University [69] Vepa, Ranjan, “Flight Dynamics, Simulation, and Control : For Rigid and Flexible Aircraft”, CRC Press, 2014 [70] Yingrong Xie, 2005, Terain aided navigation Master of Science Thesis Stockholm, Sweden 2005-05-05 [71] Zhang, G (1995) A Low Cost Integrated INS/GPS System UCGE Reports Number 20078, The University of Calgary, Alberta, Canada [72] Zhengtao Ding, “Nonlinear and Adaptive Control Systems”, 2013 Publisher: The Institution of Engineering and Technology Tiếng nga [73] А.П Жуковкий, В.В Расторгуев (1998), Комплекслые Радиосистемы Навигации и Управления Самолетов, Москва [74] Андреев В.Д Теория инерциальной навигации Корректирующие системы - М., ФМ, 1967 г.- 647 с [75] Бабич О.А Обработка информации в навигационных комплексах М.: Машиностроение, 1991 - 512 с [76] Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П Основы навигации по геофизическим полям – М.: Наука, 1985 [77] Бранец В.Н., Шмыглевский И.П Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем - М.: Наука, 1992 — 270 с [78] B.И.Тихонов, B.H.Хорисов (1991), “ Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем”, Мосва “paдио и связь” [79] Вopoбьeв В Г Aвтoматичecкoe управлениe полeтoм caмoлeтoв, M., “Tpaнcпоpт”,1995 [80] Веремеенко К К., Тихонов В А Навигационно-пилотажный комплекс на основе спутниковой радионавигационной системы // Радиотехника, № 1, 1996 [81] Г Реутов (2000), “Бортовая аппаратура системм управления и электрооборудование” Изделие “МАГНИТ - А”, Часть [82] Генкин М.Д (ред.), “Вибрации в технике: справочник Измерения и испытанияю”, Машиностроение, 1981г [83] Госстандарт России, 1997 Аппаратура радионавигационная систем ГЛОНАСС и GPS Системы координат Методы перевычислений 162 координат определяемых точек Государственный стандарт РФ [84] Готцев А В Методика исследования влияния подстилающей поверхности на алгоритмы управления низколетящих летательных аппаратов // Авиакосмическое приборостроение, № 3, 2006 [85] Готцев А В Разработка адаптивной структуры вертикального канала системы управления НБЛА // Авиакосмическое приборостроение, № 6, 2007 [86] Деева Анастасия Сергеевна, “Математическое и алгоритмическое обеспечение диагностики информационных нарушений инерциальных навигационных систем на основе неиросетевого подхода”, Челябинск 2010 [87] Запорожец А.В., Костюков В.М Проектирование систем отображения информации – М.:Машиностроение, 1992; [88] Красовский А А Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование – М.: Наука, 1973 [89] Кузовков Н.Т., Салычев О.С Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация - Машиностроение, 1982 - 216 с [90] Лебедев А.А, Л С.Чернобробкин Динамика полёта беспилотных апаратов Мосва Машиностроение.1973 [91] Лучкина Т.А, “Алгоритмы автономной информационноизмерительной системы определения угловой ориентации, построенной на грубых датчиках”, Казань, 2019г [92] М.С Ярлыков (1985), “Статистическая теория радионавигации”, Мосва “paдио и связь” [93] Матвеев В.В Инерциальные навигационные системы Учебное пособие Изд-во ТулГУ, 2012.-199 с [94] Матвеев В.В Основы построения бесплатформенных инерциальных систем СПб.: Электроприбор, 2009 — 280 с — ISBN 978-5-900180-73-3 [95] Неусыпин К.А., Фам С.Ф - Алгоритмические методы повышения точности навигационных систем ЛА – 2009 [96] Олаев, Виталий Алексеевич Алгоритмы и методы повышения точности малогабаритной магнитоинерциальной навигационной системы контура управления маневренных объектов, 2009 г [97] Пельпор Д.С, “Гироскопические системы Теория гироскопов и гироскопических стабилизаторов”, Москва, Высшая школа,1986г [98] Распопов В.Я Микромеханические приборы Учебное пособие - М.: Машиностроение, 2007 - 400 с 163 [99] Черников С.А., “Динамика нелинейных гироскопических систем”,Москва, Машинастроение,1981г [100] Шаталов А С и другие Летательные аппараты как обьекты управления Машиностроение М 1972 [101] Шведов, Антон Павлович, Способы повышения точности информационно-измерительных систем ориентации подвижных объектов, 2010 г [102] Бороздин В.Н., Гироскопические приборы и устройства систем управления, Машиностроение, М 1990 [103] Пельпор Д.С., Гироскопические системы Гироскопические приборы и системы, М 1988 [104] Воробьев В.Г., Глухов В.В., Кадышев И.К., Авиационные приборы, информационно-измерительные системы и комплексы, М 1992 ... CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ LÊ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG QN TÍNH CĨ ĐẾ ỨNG DỤNG TRONG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động... xác nhằm nâng cao hiệu làm việc cho quay cảm biến sử dụng hệ thống Luận án ? ?Nghiên cứu nâng cao độ xác hệ thống dẫn đường quán tính có đế ứng dụng điều khiển thiết bị bay không người lái? ?? hướng... luận án đề cập đến phương pháp nâng cao độ xác cho hệ thống dẫn đường qn tính có đế 1.2.1 Các hệ toạ độ dùng dẫn đường quán tính - Hệ tọa độ quán tính Hệ toạ độ quán tính hệ toạ độ tuân theo định