Căn cứ vào mô hình toán học phép đo VTG theo VTT, mô hình bộ lọc tối ưu các thành phần VTG, kết quả thực nghiệm và cấu trúc các kênh điều khiển - ổn định góc định hướng của TBB ta có thể xây dựng được sơ đồ phối ghép bộ đo các thành phần VTG theo VTT với các kênh điều khiển như sau.
Kết luận chƣơng 4
Từ những nội dung của chương 4, có thể rút ra những kết luận sau:
1. Đã chứng minh được khả năng thực tế hóa bộ đo các thành phần VTG theo VTT trong hệ TĐLK của TBB. Tính đầy đủ của vấn đề cần chứng minh được thể hiện cụ thể qua: lựa chọn vật tư linh kiện; thiết kế, tổ chức phần cứng; tổ chức, xây dựng các chương trình phần mềm thử nghiệm; đối chiếu
MÁY TÍNH TRÊN KHOANG
Cảm biến VTT (HMC-2003) - Cảm biến H1x - Cảm biến H1y - Cảm biến H1z Cảm biến bổ sung - Gyro MEMS 1y
Biến đổi ADC và thuật toán lọc tối
ƣu VTG *x1; *y1; *z1 Thuật toán xác định tọa độ góc , , Th/t tạo th/số ĐK - So sánh ,, - Tính các đạo hàm ’, ’, ’
prog;prog;pro g Th/t tạo lệnh - Lệnh - Lệnh - Lệnh
Hình 4.32 Sơ đồ phối ghép hệ đo góc và VTG với các kênh điều khiển TBBKNL
Kênh điều khiển - ổn định góc gật
(sơ đồ cấu trúc 4.29)
Kênh điều khiển - ổn định hƣớng
(sơ đồ cấu trúc 4.30)
Kênh điều khiển - ổn định liệng
(sơ đồ cấu trúc 4.31)
tích kết quả thu được từ thực nghiệm.
2. Những kết quả thực nghiệm đã phản ánh trung thực các kết quả mô phỏng theo những phương án lọc – xử lý thông tin đo VTG bằng VTT đã thực hiện trong chương 3. Từ đó cho phép ta lựa chọn mô hình tối ưu của một bộ đo VTG theo thông tin VTT Trái đất, đó là bộ lọc MS-AUKF có chất lượng cao hơn hẳn so với các mô hình còn lại. Bộ lọc này không những đáp ứng được tính chất phi tuyến của hệ đo trong dải rộng, mà còn thích nghi được với những điều kiện bất định của nhiễu tạp trong quá trình sử dụng.
3. Trong chương 4 còn có thêm đề xuất nâng cao chất lượng của bộ đo phụ thuộc điều kiện cảm biến VTG, bổ sung thông tin cho hệ thống, có chất lượng không cao. Đề xuất này đã được thực tế hóa bằng những thuật toán lọc bias đầu ra cảm biến và chứng tỏ cải thiện được đáng kể độ chính xác đo.
4. Từ kết quả phân tích, tổng hợp các thuật toán đo – xử lý thông tin từ trường ở chương 3, kết quả thực nghiệm và cấu trúc các kênh điều khiển - ổn định ở chương 4, cho phép ta xây dựng một hệ thống ĐKĐH cho TBBKNL như mô tả trên sơ đồ hình 4.32.
Từ bốn kết luận trên có thể đánh giá nội dung thực nghiệm của luận án đã đạt được mục đích đề ra là kiểm tra khả năng hiện thực hóa những vấn đề lý thuyết đã nghiên cứu ở chương 2 và 3 thành thiết bị đo VTG và điều khiển ổn định định hướng không gian cho TBBKNL theo một phương án tối ưu.
Trên cơ sở xác định rõ mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu tác giả đã đặt ra các bài toán cần giải, tiến hành nghiên cứu lý thuyết, tính toán, mô phỏng, triển khai thực nghiệm minh chứng và đạt được các kết quả cùng những đóng góp mới như sau:
Những đóng góp mới của luận án:
1. Đã chứng minh được việc sử dụng các cảm biến từ trường Trái đất kết hợp với cảm biến vận tốc góc bổ sung dạng vi cơ (MEMS) có thể xác định được định hướng không gian của thiết bị bay. Kết quả nghiên cứu này được công bố trong các công trình nghiên cứu số 1 và số 4 của tác giả.
2. Đã tổng hợp ba mô hình lọc phi tuyến tối ưu vận tốc góc TBB từ nguồn thông tin từ trường Trái đất trên cơ sở lý thuyết lọc Kalman rời rạc EKF, UKF và MS-AUKF, biện luận, phân tích ưu nhược điểm của từng mô hình. Kết quả nghiên cứu này được công bố trong các công trình nghiên cứu số 2 và số 3 của tác giả.
3. Đã mô phỏng những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm kiểm chứng khả năng thực tế hóa thành thiết bị trên cơ sở linh kiện và công nghệ mới. Kết quả thực nghiệm phản ánh đúng các kết quả nghiên cứu lý thuyết. Kết quả nghiên cứu này được công bố trong các công trình nghiên cứu số 3 của tác giả.
Hƣớng phát triển của luận án
Tuy nhiên luận án mới chỉ đề cập nghiên cứu tới một phần chức năng của hệ thống điều khiển quán tính trên khoang TBB, đó là hệ thống điều khiển định hướng không gian. Phần còn lại là hệ thống điều khiển quỹ đạo đang bỏ ngỏ. Do đó, hướng nghiên cứu phát triển của luận án, một cách logic nhất, phải là tiếp tục nghiên cứu hệ thống điều khiển quỹ đạo và khép kín bài toán điều khiển quán tính trên khoang TBB.
nghiên cứu đặt ra. Để có được những kết quả trên, tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của tập thể cán bộ hướng dẫn, cảm ơn sự giúp đỡ mọi mặt của tập thể cán bộ giáo viên Bộ môn Tên lửa, Khoa KTĐK và Phòng Sau đại học, Học viện KTQS.
Hà nội, ngày 18 tháng 10 năm 2013
Người hoàn thành luận án
NHỮNG CÔNG TRÌNH CỦA LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ
1. Vũ Hỏa Tiễn, Đỗ Văn Phán, Thiết bị bay trinh sát trong hệ thống tập kích đường không và vấn đề định vị theo từ trường Trái đất. Tạp chí “Khoa học quân sự” - Cục KHCN&MT BQP, số 5, tháng 5/2007 (tr.103-108). 2. Nguyễn Công Định, Nguyễn Ngọc Khoa , Trịnh Ngọc Lâm, Trần Ngọc Hà,
Đỗ Văn Phán, Nghiên cứu thiết kế CARD lọc số α, β theo chuẩn hệ PC/104 có khả năng thay đổi cấu hình ứng dụng trong các hệ thống đo lường và điều khiển.Tạp chí “Khoa học và Kỹ thuật” – HVKTQS, số 118, tháng 1/2007 (tr.126-136).
3. Vũ Hỏa Tiễn, Đỗ Văn Phán, Kiều Bích Sơn, Chất lượng của các phương pháp lọc phi tuyến trong xử lý thông tin từ trường Trái đất, ứng dụng để tổng hợp hệ thống đạo hàng quán tính điều khiển thiết bị bay không người lái. Tạp chí “Khoa học và Kỹ thuật” – HVKTQS, số 138, tháng 12/2010 (tr.60-71).
4. Nguyễn Công Định, Vũ Hỏa Tiễn, Đỗ Văn Phán, Một mô hình phép đo vận tốc góc trên thiết bị bay không người lái sử dụng cảm biến từ trường 3 trục không đế. Tạp chí “Khoa học và Kỹ thuật” – HVKTQS, số 143, tháng 08/2011 (tr.106-114).
Tiếng Việt
1. Nguyễn Tăng Cường, Lê Chung, Phạm Ngọc Phúc (1999), Phân tích và tổng hợp hệ thống điều khiển trong không gian trạng thái, Học viện Kỹ thuật Quân sự.
2. Lê Anh Dũng, Nguyễn Hữu Độ, Huỳnh Lương Nghĩa (1998), Lý thuyết bay và hệ thống điều khiển tên lửa phòng không (tập 1, 2, 3), Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
3. Nguyễn Công Định (2002), Phân tích và tổng hợp các hệ thống điều khiển bằng máy tính, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
4. Đàm Hữu Nghị (1991), Đạn tên lửa phòng không có điều khiển (tập 1, 2), Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
5. Nguyễn Thương Ngô (2005), Lý thuyết điều khiển tự động thông thường và hiện đại, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
6. Nguyễn Doãn Phước (2005), Lý thuyết điều khiển nâng cao, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
7. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh (1999), Điều khiển tối ưu và bền vững, NXB Khoa học và Kỹ thuật
8. Nguyễn Doãn Phước (2006), Phan Xuân Minh, Hán Thành Trung, Lý thuyết điều khiển tuyến tính, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
9. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Hán Thành Trung (2006), Lý thuyết điều khiển phi tuyến, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
10.Vũ Hỏa Tiễn (12-2010), Cơ sở thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị bay. Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
11.Vũ Hỏa Tiễn (12-2010), Cơ sở thiết kế hệ tự động ổn định tên lửa, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội.
12.Nguyễn Tăng Cường, Vũ Đức Trường (11-2009) Phân tích chất lượng động học điều khiển thiết bị bay tự dẫn trên cơ sở mô phỏng thử nghiệm thống kê. Hội nghị Khoa học Công nghệ Cơ khí Chế tạo toàn quốc lần thứ Hai.
13.Calise. J and Sharma. M (1998), An Adaptive Autopilot Design for Guided Munitions, to be presented at the AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Boston, MA.
14.Honeywell (01/2002), Applications of magnetic position sensors. 15.Honeywell (09/1995), Compass heading using magnetometers. 16.Honeywell (11/2003), Cross axis effect for amr magnetic sensors. 17.Honeywell (05/2002), Handling sensor bridge offset.
18.Honeywell (02/2004), HMC2003 three-axis magnetic sensor hybrid. 19.Honeywell (04/2000),Magnetic current sensing.
20.Honeywell (04/1996), Magnetic sensor cross axis efect.
21.Honeywell (09/1995), Magnetic sensor hybrid application circuit. 22.Honeywell (08/2002), Set/reset function for magnetic sensors.
23.Honeywell (09/1995), Smart Digital Magnetometer in the laboratory. 24.Honeywell (10/2002),Reference Design low cost compass.
25.Honeywell (04/2005),Vehicle Detection Using AMR Sensors.
26.Michael J. Caruso (02/1998), “Applications of Magnetoresistive Sensors in Navigation Systems”, Honeywell.
27.STMicroelectronics (06/2009), LY510ALH-MEMS motion sensor high performance yaw ±100°/s analog gyroscope.
Tiếng Nga 28.Вермишев. Ю. Х. (1976), Основы управления ракетами, Военное издательство Министерства обороны, Москва. 29.Болнокин В. Е., Силкин А. А. (2002), Методология моделирования и проектирования мобильных комплексов мониторинга пространства. 56 стр. Издательство Института Машиноведения им. А. А. Благонравова.
автоматического управления на ЭВМ. Алгоритмы и программы. Москва. «Радио и связь». 31. Егупова Н. Д. (2000), Методы классической и современной теории автоматического управления (том 1, 2, 3), МГТУ им. Баумана, Москва. 32.Ефремов Н. И, Максимов А. Д. (1976), Основы теории авоматического управления поётом крылатых ракет, Военно- морской флот. 33.Кирст М. А. (1971), Навигационная кибернетика полета. Воениздат. Москва. 34.Лебедев K. А., Карабанов В. А. (1965), Динамика систем управления беспилотными летательными аппаратами, Машиностроение, Москва. 35.Миронов М. А. (1976), Марковские процессы. Москва, Советское радио. 36.Ольман Е. В., Соловьев А. И., Токарев В. П. (1972), Автопилоты. Москва, Оборонгиз. 37.Ростопчин В. В., Беспилотные авиационные системы. Часть 7. Современная классификация беспилотных авиационных систем военного назначения. Авиа. Ру. Авторское. http://www.avia.ru/author/ 38.Салычев Олег Степанович (2007), “Автопилот БПЛА с Инерциальной Интегрированной Системой. M.: Изд. Радиотехника, 256стр. 39.Сигеру Омату, Марзуки Халид, Рубия Юсоф (2000), Нейро- управление и его приложения, Радитехника, Москва. 40.Силкин А. А. (2002), Алгоритм определения пространственной ориентации беспилотной аэродинамической платформы по измерениям магнитного поля земли. В сборнике «Научные проблемы развития Московского мегаполиса» Московская конференция
А.А. Благонравова РАН, , стр.11-12. 41.Силкин А. А. (2002), Разработка и изготовление экспериментального образца беспилотного летательного аппарата - элетролёта (БЛАЭ), “Шифр «Мушка». Итоговый отчёт о научно- исследовательской работе”. Москва, СКБ «Топаз», 46 стр. 42.Teкнol. (2009), Бортовой комплекс навигации и управления БЛА. 43.Тихонов В. И. (1966), Статистическая радиотехника. Москва, Советское радио. 44.Тихонов В. И., Кульман Н. К. (1975), Нелинейная фильтрация и квазикогерентный приём сигналов, Москва, Советское радио. 45.Федосова Е. А. (1997), Динамическое проектирование систем управления автоматических маневренных летательных аппратов, Машиностроение, Москва. 46.Чистяков Н. В. Что такое ДПЛА? (Рассуждения). Авиа.Ру. Авторское. http://www.avia.ru/author/