BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
NGUYỄN VĂN CHUNG
NGHIÊN CỨU HẠN CHẾ ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG VÀ GIÓ BIỂN ĐẾN KÊNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘ CAO CỦA TÊN LỬA ĐỐI HẢI KHI BAY Ở ĐỘ CAO THẤP TRÊN MẶT BIỂN
Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa Mã số : 62 52 02 16
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội - 2014
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
Người hướng dẫn khoa học:
1. GS.TSKH Nguyễn Đức Cương 2. TS Vũ Hỏa Tiễn
Vi ện Khoa học và Công nghệ quân sự
Vi
Phản biện 1: PGS.TS Trần Đức Thuận Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Văn Liễn Đại học Bách khoa Hà Nội Phản biện 3: TS Nguyễn Quang Hải ện Kỹ thuật Hải quân Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện, họp tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự vào hồi giờ ngày tháng năm 2014
Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Thư viện quốc gia Việt Nam
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
1. Nguyễn Văn Chung, Nguyễn Đức Cương, Vũ Hỏa Tiễn, “Mô hình sóng biển và ảnh hưởng của nó tới tín hi ệu đầu vào của thiết bị đo cao vô tuyến tên lửa đối hải”, Tạp chí Nghiên c ứu KH&CN quân s ự, Viện KH&CN quân sự, 8/2011, tr.36-44.
2. Nguy ễn Văn Chung, Nguy ễn Đức Cương, Vũ Hỏa Ti ễn, “Ứng dụng bộ lọc Kalman-Biuxi trong x ử lý tín hi ệu đo cao vô tuy ến trên tên lửa đối hải” Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Viện KH&CN quân sự, 4/2012, tr.07-17.
3. Nguy ễn Văn Chung, Nguy ễn Đức Cương, Vũ Hỏa Ti ễn, “Xây dựng thuật toán xử lý tín hiệu của tổ hợp đo cao quán tính-vô tuyến trên tên lửa hành trình đối hải”, Hội ngh ị Cơ điện tử Toàn qu ốc lần th ứ 6,12/2012, tr. 45-51. 4. Nguyễn Văn Chung, Nguy ễn Đức Cương, Vũ Hỏa Ti ễn, “Tổng hợp điều khiển thích nghi cho kênh điều khiển - ổn định độ cao của tên lửa đối hải khi bay th ấp trên mặt biển”, Hội nghị toàn qu ốc lần thứ hai về Điều khiển và Tự động hóa, 11/2013, tr. 276-282.
5. Nguyễn Văn Chung, Nguyễn Đức Thành, Nguyễn Đức Cương, Vũ Hỏa Tiễn, “Ứng dụng bộ điều khiển mờ tổng hợp lệnh điều khiển kênh độ cao của tên lửa hành trình đối hải khi bay th ấp trên mặt biển trong điều kiện có sóng, gió tác động” Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Viện KH&CN quân sự, 4/2014, tr.3-9.
6. Nguy ễn Văn Chung, Nguy ễn Đức Cương, Vũ Hỏa Ti ễn, Đặng Công Vụ, “So sánh một số bộ điều khiển trong kênh độ cao của tên lửa đối hải trong điều kiện có sóng, gió tác động khi bay thấp trên mặt biển” Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Viện KH&CN quân sự, (Đặc san TĐH 14), 4/2014, tr.282-288.
1
GIỚI THIỆU LUẬN ÁN 1. Tính cấp thiết của luận án
Bay thấp và bay thấp giới hạn là chiến thuật tiếp cận mục tiêu của hầu hết các lo ại tên l ửa (TL ĐH) để đảm bảo ch ống đối ph ương phát hi ện sớm. Ổn định độ cao khi bay thấp giới hạn, trong điều kiện tác động của sóng và gió biển đặc biệt cần thiết để bảo đảm an toàn cho TLĐH.
Như vậy, vấn đề đặt ra cho hướng nghiên cứu của luận án là phải giải bài toán tổng hợp bộ đo, điều khiển và ổn định độ cao nh ỏ cho tên l ửa hành trình đối hải (TLHTĐH) trong điều kiện có sóng, gió l ớn. Bài toán bao gồm việc: tổng hợp bộ đo cao kết hợp QT-VT; tổng hợp thuật toán bộ điều khi ển - ổn định độ cao bay cho TLHT ĐH trong điều ki ện tác động đồng thời của sóng, gió sao cho đáp ứng yêu cầu chiến thuật cơ bản và an toàn cho tên lửa. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu xây dựng thuật toán xử lý tín hi ệu đo cao theo cấu trúc bộ đo cao kết hợp quán tính và vô tuyến;
- Tổng hợp thuật toán điều khiển thích nghi cho kênh độ cao phù hợp đối với tên lửa hành trình đối hải (TLHTĐH) nhằm giảm thiểu sai số ổn định độ cao bay trong điều kiện tác động của sóng, gió biển khi bay thấp giới hạn.
- Khảo sát bằng phương pháp mô phỏng trên máy tính, đánh giá thực nghiệm mức độ cải thiện độ chính xác điều khiển - ổn định độ cao bay của THTLĐH khi bay th ấp trên cơ sở những thuật toán xử lý thông tin và điều khiển đã tổng hợp được. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
TLHTĐH và kênh điều khiển - ổn định độ cao hành trình. Động lực học bay và động học kênh điều khi ển-ổn định độ cao TLHTĐH giai đoạn bay autonom. Các đặc trưng động học điều khiển kênh độ cao và ph ương pháp cải
thiện chúng. 4. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lý thuy ết về xử lý t ối ưu tín hi ệu và t ổng hợp các h ệ điều khiển để xây dựng mô hình và các thuật toán điều khiển tối ưu. Phương pháp th ực nghiệm mô ph ỏng trên máy tính, ki ểm chứng các
kết quả. 5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
2
- Góp phần hoàn thiện mô hình toán học của sóng biển ngẫu nhiên gần sát với thực tế, nhằm đánh giá chính xác hơn sai số của thiết bị đo cao vô tuyến trong bộ đo cao QT-VT.
- Ứng dụng lý thuyết lọc Kalman rời rạc hiện đại trong xây dựng bộ xử lý tín hiệu đo cao QT-VT cho đối tượng cụ thể là TLHTĐH bay thấp ở độ cao giới hạn trên mặt biển. - Tổng hợp được một số bộ điều khiển khác nhau cho kênh điều khiển - ổn định độ cao TLHTĐH, khảo sát mô phỏng đánh giá và lựa chọn chúng.
- Kết quả thực nghiệm của luận án có thể sử dụng cho những mục đích khác nhau như thiết kế cải tiến, hoàn thiện hệ thống điều khiển trên khoang TLHTĐH, phục vụ nghiên cứu, giảng dạy và học tập trong các học viện, nhà trường kỹ thuật của Quân đội. 6. Bố cục của luận án Toàn bộ lu ận án g ồm 115 trang, trình bày trong 4 ch ương với: 63 hình vẽ, đồ thị minh họa; 12 bảng biểu; 9 trang phụ lục. Chương 1. Tổng quan về nâng cao độ chính xác ổn định độ cao cho tên lửa hành trình đối hải khi bay thấp Chương 2. Bài toán xử lý thông tin đo cao và tổng hợp bộ đo cao quán tính-vô tuyến Chương 3. Tổng hợp một số thuật toán điều khiển cho kênh điều khiển- ổn định độ cao của tên lửa hành trình đối hải khi bay thấp trên mặt biển Chương 4. Th ực nghi ệm mô ph ỏng kh ảo sát, đánh giá ch ất lượng điều khiển-ổn định độ cao của TLHTĐH
NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC ỔN ĐỊNH ĐỘ CAO CHO TLHTĐH KHI BAY THẤP 1.1. Tổng quan về quỹ đạo bay của tên lửa đối hải Giới thiệu quỹ đạo bay điển hình của TLĐH thường gồm 3 giai đoạn thể hiện trên hình 1.1.
3
Quan tâm lớn nhất của luận án là chất lượng ổn định độ cao bay hành
trình autonom (3) theo nhiệm vụ chiến thuật và điều kiện bay thực tế. 1.1.1. Giai đoạn và chế độ bay autonom của tên lửa Để làm rõ b ản chất quá trình bay autonom c ủa TLĐH, ta sử dụng sơ đồ kh ối tổng quát c ủa hệ th ống điều khi ển trên khoang trình bày trên hình 1.2.
Bao gồm khối cảm biển các tham s ố chuyển động của tên lửa; khối xử lý thông tin và điều khiển; cơ cấu chấp hành và đối tượng điều khiển là tên lửa. Giai đoạn và chế độ bay autonom liên quan chặt chẽ với nội dung chính
của luận án, sẽ được phân tích và xem xét kỹ ở các chương tiếp theo. 1.1.2. Quá trình và chế độ bay tự dẫn
Quá trình tự dẫn của TLĐH là nối tiếp của quá trình bay autonom ở giai đoạn cuối. Tên lửa tự dẫn tới mục tiêu bởi thông tin của radar tự dẫn tích cực hoặc cảm biến nhiệt thụ động. 1.1.3. Đặc điểm đầu vào kênh điều khiển độ cao của TLĐH khi bay thấp
Trong điều ki ện có sóng, gió nh ư nh ững lo ại nhi ễu ngoài tác động mạnh vào hệ thống điều khiển - ổn định độ cao, vấn đề then chốt nhất là phải đảm bảo ổn định độ cao bay v ới độ chính xác đảm bảo không làm cho tên lửa va vào đỉnh sóng biển như mô tả trên hình 1.5.
Đặc điểm các thông tin đo cao:
4
a) Thông tin đo cao quán tính Hqt xác định độ cao thực của tên lửa có tính tới sai s ố tích l ũy ΔHqt theo th ời gian do tích phân hai l ần gia tốc thẳng đứng. b) Thông tin đo cao vô tuyến Hvt, phản ánh độ cao tức thời từ vị trí đặt thiết bị trên khoang tên lửa tới bề mặt sóng biển.
c) Một nguyên nhân khác làm mất ổn định độ cao bay là do tác động trực tiếp của gió bề mặt tới sự ổn định góc tấn công a và lực- mômen khí động, gây mất ổn định độ cao bay.
Để xác định một cách đúng đắn vị trí, th ời điểm, quy lu ật tác động của các yếu tố gây sai s ố ổn định độ cao trong kênh điều khiển độ cao TLĐH, ta cần phân tích bắt đầu từ sơ đồ khối tổng quát hình 1.6.
1.2. Ý nghĩa chiến thuật bay thấp trong giai đoạn hành trình
Chiến thuật bay th ấp của các lo ại TLĐH xuất phát từ mục đích vượt hỏa lực phòng không đối phương bằng cách gi ảm tối đa khả năng phát hiện bằng hệ thống radar điều khiển hỏa lực. 1.3. Đánh giá ảnh hưởng của tác động bên ngoài t ới độ chính xác điều khiển-ổn định độ cao TLĐH khi bay thấp 1.3.1. Lý thuyết chung và phương pháp mô hình hóa sóng biển
Sóng biển là một trong những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng tới tín hiệu đầu vào kênh điều khiển độ cao của nhiều loại TLĐH. Mức độ ảnh hưởng của sóng biển tới đối tượng điều khiển phụ thuộc trước hết vào độ cao và vận tốc bay, sau đó là phụ thuộc vào các loại cảm biến, cấu trúc thiết bị và tính chất động học kênh điều khiển độ cao.
Dựa vào mô hình toán h ọc mô t ả sóng ng ẫu nhiêu, lu ận án đã xây dựng được phần mềm mô ph ỏng 2D và 3D. Khi thay đổi tốc độ gió và các dạng phổ của sóng ng ẫu nhiên nh ư các kết qu ả mô ph ỏng thể hi ện
5
trên hình 1.10 và hình 1.11.
a) Dạng phổ “PM” b) D ạng phổ “JS”
Hình 1.10 9Mô hình sóng ngẫu nhiên với sóng, gió cấp 5
ạng phổ “JS”
a) Dạng phổ “PM” b) d Hình 1.11.Mô hình sóng ngẫu nhiên với sóng, gió cấp 6 Từ kết quả mô phỏng sóng biển ngẫu nhiên có thể nhận xét: - Sóng ng ẫu nhiên là t ập hợp ng ẫu nhiên c ủa nhi ều sóng đơn. Với tần số và biên độ thay đổi. Sự thăng giáng của sóng trên b ề mặt không đồng đều mà theo dạng phổ và hướng sóng. - Kết qu ả mô ph ỏng phù h ợp với lý thuy ết và th ực tế mà mô hình sóng ngẫu nhiên được ghi lại. - Kết quả này làm c ơ sở đến đưa vào đánh giá ảnh hưởng của sóng
đến thiết bị đo cao vô tuyến trên TLĐH. 1.3.2. Ảnh hưởng của sóng bi ển đến thông tin đo cao vô tuy ến của TLĐH
Thông tin đo cao vô tuyến với những yếu tố ảnh hưởng: Hvt(t) = Hth– η(x,t)+DHdc(t)+DHtg(t) (1.37) bao gồm: độ cao th ực; độ cao sóng bi ển trên bề mặt; sai số dịch chuyển và sai số thăng giáng.
Trên cơ sở biểu thức (1.37) và dữ kiện bài toán. Với những phân tích trên thiết bị đo cao vô tuyến chịu tác động của nhiễu mà nguyên nhân do bề mặt biển, nhiễu nội tại và một số nguyên nhân khác.Ta nhận được kết quả đầu ra thiết bị ĐCVT:
6
Do cao vo tuyen khi song cap 4
Do cao vo tuyen khi song cap 5
14
14
13
13
12
12
]
]
[
[
11
11
m H
m H
10
10
9
9
8
8
0
0
50
100
150
250
300
350
400
50
100
150
250
300
350
400
200 t[s]
200 t[s]
Hình 1.15. Độ cao vô tuyến với ảnh hưởng của sóng biển ngẫu nhiên cấp 5
Hình 1.14. Độ cao vô tuyến với ảnh hưởng của sóng biển ngẫu nhiên cấp 4 Nhận xét: - Sóng biển ngẫu nhiên có ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo cao vô
tuyến mà thông tin đo cao vô tuyến mang lại.
- Tín hiệu đo cao vô tuyến ở đầu vào kênh điều khiển độ cao mang cả thông tin về quy lu ật thay đổi của sóng bi ển, các sai s ố do vận tốc bay của TLĐH và các tác động thăng giáng khi bay thấp. - Vì vậy độ cao vô tuy ến không th ể sử dụng trực tiếp để ổn định độ
cao bay của tên lửa được. 1.3.3. Ảnh hưởng của gió đến lực và mômen khí động của TLĐH
và thành phần thẳng đứng UGy
Gió tạo ra sóng, trên m ặt bi ển gió chuy ển động bám sát m ặt sóng. Xét tên lửa chuyển động trong mặt phẳng đứng XOY cho nên có th ể giả thiết tốc độ gió cạnh UGz=0. Tốc độ gió sát mặt biển gồm 2 thành ph ần ngang UGx . Do tốc độ của tên lửa Vp rất lớn so với tốc độ của gió nên U Gx có th ể bỏ qua và coi |V p|=|Vk |. Tuy nhiên thành ph ần UGy trực tiếp làm thay đổi hướng của dòng khí so v ới tên lửa (hướng của vận tốc tương đối vector V k –hình 1.17) t ức là thay đổi góc tấn công a của tên lửa.
Lực nâng, mômen khí động của TL ph ụ thu ộc tr ực tiếp vào chuy ển động tương đối của nó so với môi trường không khí, tức là góc a, mà lực nâng chính Ya tỉ lệ thuận với góc tấn công vì vậy ảnh hưởng rất lớn đến lực nâng. Từ hình 1.17 ta có góc tấn công do gió gây ra aG.
7
Ví dụ: nếu UGy =5m/s; VP=300m/s thì góc tấn công do gió gây ra aG »10 mà góc t ấn công c ủa tên l ửa khi bay b ằng ch ỉ vào kho ảng a=2-30 tức là làm thay đổi tới 50% lực nâng của tên lửa thể hiện trên hình 1.18 và mô men ổn định cũng thay đổi tương tự).
1.4. Bài toán nâng cao độ chính xác điều khiển-ổn định độ cao bay 1.4.1. Phát biểu bài toán Bài toán nâng cao
độ chính xác ổn định độ cao hành trình c ủa TLHTĐH, cần tính hết, đánh giá và lo ại bỏ những ảnh hưởng gây sai số trong kênh điều khiển-ổn định độ cao bay, đặc biệt khi tên l ửa bay th ấp giới hạn trên mặt biển. 1.4.2. Các điều kiện giải và giới hạn của bài toán
- Tên lửa đang bay ở giai đoạn hành trình (giai đoạn 3 theo hình 1.1), tức là thuật toán điều khiển không xét tới việc đưa tên lửa từ độ cao Hmax vào độ cao hành trình Hct. - Độ cao hành trình n ằm trong d ải Hct=(3‚10)m, tên l ửa bay trong điều kiện sóng, gió tới cấp 6.
- Phạm vi nghiên cứu, xây dựng và gi ải bài toán gi ới hạn trong kênh điều khiển - ổn định độ cao của một loại TLĐH cự ly bay d ưới 150km với thời gian bay dưới 400s và vận tốc dưới âm, tức là nhỏ hơn 340m/s. 1.4.3. Phương pháp và hướng giải bài toán
Bài toán 1. Tổng hợp bộ đo cao QT-VT và xử lý tín hiệu trong bộ đo cao trên cơ sở cấu trúc tín hiệu và sai số của từng thiết bị trong điều kiện có tác động của sóng, gió bi ển. Ph ương pháp gi ải là t ổng hợp bộ lọc Kalman rời rạc trong xử lý tín hiệu.
Bài toán 2. Phân tích và tổng hợp kênh điều khiển - ổn định độ cao trên cơ sở động học các khâu, tham số động lực, khí động, hình học và phân bố trên khoang của tên lửa giả định trên cơ sở bộ đo cao QT-VT đã tổng hợp ở
8
bài toán 1. Phương pháp phân tích hệ thống trong miền thời gian và tần số để đánh giá chất lượng.
Bài toán 3. Tổng hợp một số bộ điều khiển cho kênh điều khiển - ổn định độ cao c ủa tên l ửa hành trình đối hải khi bay th ấp trên m ặt bi ển trong điều kiện có tác động của gió mạnh trên cơ sở: lý thuyết điều khiển hiện đại; cấu trúc hệ thống ở bài toán 2. Sử dụng phương pháp mô phỏng đánh giá chất lượng bộ điều khiển và toàn bộ kênh ổn định độ cao trong điều kiện tác động của sóng, gió biển ở các mức khác nhau. 1.5. Kết luận chương 1
Kết quả tổng quát nhất trong chương 1 là đã xây dựng được bài toán lớn cần phải giải, xác định được hướng và các phương pháp giải bài toán của luận án. Nội dung chính của luận án là sự khai triển các bài toán 1, 2 và 3 được nêu trong mục 1.4.3.
Trong ch ương này, để làm ti ền đề gi ải các bài toán con ở nh ững chương tiếp theo đã giải quyết, làm rõ được những khái niệm và vấn đề sau: + Phân tích ý ngh ĩa chiến thuật bay th ấp và đặt ra yêu c ầu bay th ấp giới hạn đối với đối tượng nghiên cứu là TLĐH. Trong đó đã làm rõ tác dụng, ý ngh ĩa của giai đoạn bay hành trình thông qua qu ỹ đạo chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng; + Đã giới thiệu tổng quan về cấu trúc của một kênh điều khiển - ổn định độ cao tên lửa thông qua sơ đồ khối hệ thống;
+ Đã mô tả sóng và gió biển bằng mô hình toán học làm cơ sở để xây dựng cấu trúc tín hi ệu đầu vào kênh điều khiển - ổn định độ cao tên lửa gần sát với thực tế.
+ Đã sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng sóng biển ngẫu nhiên với các cấp gió bề mặt thay đổi. Mô hình và kết quả mô phỏng sẽ được sử dụng trong khảo sát đánh giá các cấu trúc hệ thống ở các chương tiếp theo.
CHƯƠNG 2 BÀI TOÁN XỬ LÝ THÔNG TIN ĐO CAO VÀ TỔNG HỢP BỘ ĐO CAO QUÁN TÍNH - VÔ TUYẾN
2.1. Phương pháp đo cao quán tính 2.1.1. Nguyên lý đo cao quán tính
Đo cao quán tính trong h ệ thống dẫn đường quán tính là k ết quả tích phân liên tiếp hai lần kết quả đo của gia tốc kế thẳng đứng có tính tới độ cao ban đầu H0 và vận tốc ban đầu Vy0
9
2.1.2. Biện pháp nâng cao chất lượng thông tin đo cao quán tính Thông tin đo cao quán tính không phụ thuộc vào mặt sóng biển nhưng có sai số tích lũy theo thời gian, tức là tăng tỷ lệ với bình phương thời gian bay.
Để nâng cao chất lượng thông tin đo cao quán tính, có một số biện pháp như: phương pháp hiệu chỉnh các tham số ban đầu (sửa lại các hằng số tích phân); phương pháp hiệu chỉnh theo GPS;... Một vấn đề khác liên quan tới hiệu chỉnh sai số đo cao quán tính là hi ệu chỉnh theo chu kỳ. Chu kỳ hiệu chỉnh càng dài thì sai số của hệ thống càng lớn. 2.2. Phương pháp kết hợp đo cao quán tính và vô tuyến 2.2.1. Khát quát chung
Trên một số TLĐH hiện đại thường sử dụng kết hợp các phương pháp đo cao, ví dụ quán tính kết hợp vô tuyến. Sự kết hợp giữa các phương pháp đo cao cho phép kết hợp các ưu điểm và khắc phục những nhược điểm của từng phương pháp đo cao. 2.2.2. Phương pháp xây dựng bộ đo kết hợp Hình 2.2a là s ơ đồ cấu trúc của thuật toán bù tr ừ đối với hai máy đo (MĐ1, MĐ2) chúng cùng đo một tham số x0(t).
2.3. Tổng hợp bộ đo cao quán tính – vô tuyến 2.3.1. Tổng hợp thuật toán Kalman r ời rạc lọc sai số ngẫu nhiên của ĐCVT
Để loại trừ sai số ngẫu nhiên người ta sử dụng nhiều phương pháp lọc khác nhau. Trong luận án, tác giả định hướng tới ứng dụng thuật toán lọc Kalman rời rạc để lọc các sai s ố nhằm nâng cao ch ất lượng tham số đo cao đảm bảo ổn định độ cao bay cho tên lửa. 2.3.2. Tổng hợp cấu trúc bộ đo cao QT-VT
Bộ đo cao QT-VT được tổng hợp trên cơ sở của thuật toán bù trừ (hình 2.2) và thuật toán lọc tối ưu Kalman rời rạc. Cấu trúc của bộ đo cao QT-VT thể hiện trên hình 2.8, trong đó thể hiện rõ sự kết hợp hai b ộ ĐCQT và ĐCVT theo các ch ế độ bay: phóng l ấy độ cao, điều khi ển vào độ cao
10
hành trình và ổn định độ cao hành trình trong điều kiện sóng, gió bi ển. Trong sơ đồ, khoá K mô t ả th ời điểm mở thi ết bị ĐCVT, tức là th ời điểm kết thúc quá trình tên l ửa vào độ cao hành trình (ΔH≈0) và bắt đầu chế độ ổn định độ cao.
qt
Tín hiệu đầu ra bộ lọc Kalman (KF)
ˆHhs+ D
bằng giá trị trung bình biên độ sóng tự nhiên mà thi ết bị ĐCVT đo được cộng với giá tr ị sai số
. tích lũy của đo cao quán tính được đánh giá bởi bộ lọc Kalman
ˆHD
qt
Như vậy đầu vào kênh điều khiển - ổn định độ cao, trong chế độ ổn định (khóa K đóng), sai số tích lũy đầu ra bộ ĐCQT được bù khử,Hct=Hth sau so sánh chỉ còn lại hai thành phần là hs . Giá trị trung bình biên độ sóng hs đóng vai trò nh ư lượng sửa tức thời cho độ cao chương trình Hct(t), nhằm tránh để tên lửa va ch ạm vào đỉnh sóng. Khi s ử dụng cấu trúc kết hợp hình 2.8, sai số đầu ra của cả hai thiết bị đo cao quán tính và vô tuyến, có mô hình rời rạc sau:
Như vậy, với vi ệc phân tích thu ật toán l ọc KF trong b ộ đo cao có thể mô tả đặc tính độ chính xác c ủa hệ thống này thông qua vi ệc tính ( )P k . Khi tính toán ma trận tương quan sai s ố định giá t ối ưu bộ lọc
11
đặc tính chính xác c ủa bộ đo cao s ẽ sử dụng giá tr ị của các tham s ố mô tả sai s ố của hệ thống quán tính và thi ết bị đo cao vô tuy ến. 2.4. Mô phỏng, đánh giá kết quả xử lý thông tin đo cao Kết quả mô phỏng được thể hiện trên hình 2.10 đến hình 2.15.
Từ các đồ thị kết quả nhận được ta thấy: a) Độ cao vô tuy ến đo được tức thời có dao động biên độ lớn (hình 2.10) và sai lệch lớn so với độ cao chương trình (Hct=10m);
b) Sai số đo cao quán tính tích lu ỹ theo thời gian (hình 2.11). Xét trên hình 2.14 cho thấy, nếu chỉ hiệu chỉnh độ cao quán tính với chu kỳ là 0,5s thì sai số vẫn tăng dần theo th ời gian. Tức là với tần suất hiệu chỉnh như vậy, sai số tuy giảm nhưng vẫn tích lũy.
c) So sánh sai số tổng hợp (đo cao vô tuyến và đo cao quán tính) trước và sau xử lý, ta thấy sau bộ lọc Kalman rời rạc (hình 2.13) sai số giảm đi rất
12
nhiều (hình 2.13 và 2.15). Nh ư vậy khi sử dụng thông tin đo cao kết hợp quán tính - vô tuyến xử lý bằng thuật toán lọc Kalman rời rạc ta nhận được độ cao sau xử lý với sai số khá nhỏ và không có đột biến với chu kỳ hiệu chỉnh bằng 0,5s.
d) Việc kết hợp hai thi ết bị đo cao quán tính và vô tuy ến trên TL ĐH theo nguyên lý hình 2.8 đã chứng tỏ khả năng nâng cao được độ chính xác đo và hi ệu ch ỉnh độ cao b ằng cách k ế th ừa ưu điểm, kh ắc ph ục nhược điểm riêng của từng thiết bị đo kết hợp với phương pháp lọc tối ưu kết quả. 2.5. Kết luận chương 2
Trong chương này đã gi ải quyết được nội dung bài toán th ứ nhất là tổng hợp bộ đo cao QT-VT kết hợp, một thành phần cấu trúc quan trọng bảo đảm thông tin đầu vào của kênh điều khiển-ổn định độ cao bay c ủa đối tượng là TLHTĐH.
Quá trình tổng hợp bộ đo cao QT-VT được tiến hành một cách logic. Bắt đầu từ việc nghiên cứu nguyên lý đo cao QT và VT, đánh giá nguyên nhân và cơ chế gây sai s ố đo của hai lo ại thi ết bị, đến việc nghiên cứu các giải pháp kết hợp ưu điểm, loại bỏ nhược điểm của chúng bằng một bộ đo kết hợp với vi ệc sử dụng lý thuy ết lọc tối ưu hi ện đại để xử lý thông tin đo cao.
Kết quả của mô hình kết hợp hai phương pháp và cấu trúc đo cao với sử dụng bộ lọc Kalman rời rạc tối ưu là sai số tổng hợp giảm đáng kể so với các sai số riêng rẽ của từng cấu trúc. Kết luận trên đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm mô phỏng trên Matlab-Simulink theo cấu trúc bộ đo cao QT-VT sau bước tổng hợp.
Trên cơ sở bộ đo cao QT-VT đã tổng hợp ở ch ương tiếp theo ta s ẽ tiến hành tổng hợp một số thuật toán điều khiển kênh điều khiển-ổn định độ cao c ủa TL ĐH khi bay th ấp trên m ặt bi ển trong điều ki ện có gió mạnh.Tức là giải bài toán điều khiển-ổn định độ cao bay khi có gió mạnh tác động.
CHƯƠNG 3 TỔNG HỢP MỘT SỐ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN CHO KÊNH ĐIỀU KHIỂN - ỔN ĐỊNH ĐỘ CAO CỦA TLHTĐH KHI BAY THẤP TRÊN MẶT BIỂN 3.1. Động lực học bay tên lửa trong mặt phẳng thẳng đứng
13
3.1.1.Hệ ph ương trình vi phân mô t ả chuyển động của tên lửa trong mặt phẳng đứng Tập hợp các hệ phương trình lực, mômen và ĐHH, ta có h ệ phương trình chung cho tên lửa trong mặt phẳng như sau:
3.1.2. Phương pháp tạo lực và mômen điều khiển
Phương pháp khí động tạo lực và mômen điều khiển là phương pháp truyền thống nhất. Logic tạo lực và mômen điều khiển khí động có th ể khái quát như sau:
- Biểu thức lực:
- Biểu thức mômen:
3.1.3. Biểu diễn động lực bay tên lửa dạng toán tử Laplas
Từ phương trình lực (3.9), mômen (3.10), và các phương trình 2, 3 và 7 của hệ phương trình (3.7) ta nh ận được các phương trình chuyển động của TL sơ đồ khí động thông th ường trong mặt phẳng thẳng đứng dạng toán tử:
14
3.1.4. Hàm truyền tên lửa và phương pháp xác định các tham số - Hàm số truyền của tên lửa theo góc tấn:
- Hàm số truyền của tên lửa theo gia tốc pháp tuyến:
- Hàm số truyền của tên lửa theo vận tốc quay thân:
- Các hàm truyền liên hệ các tham số động hình học
- Hàm truyền của máy lái:
3.1.5. Cơ chế tác động của gió tới sự ổn định độ cao bay
Trong quá trình bay, TL ĐH chịu tác động của những kích động bên ngoài (gió). Thành ph ần gió đứng UGy (hình 1.5 ch ương 1) tác động vào thân tên lửa có xu hướng làm thay đổi giá trị góc tấn công a như đã nêu ở chương 1. Những tác động không biết trước, không kiểm soát được về độ lớn, dải thay đổi và mang tính ng ẫu nhiên theo b ề mặt sóng dẫn đến góc a thay đổi liên tục cả về giá trị và dấu dẫn đến sự mất ổn định độ cao bay của tên lửa.
Như vậy, nếu ta đưa vào quy luật tác động của gió đứng UGy dựa vào sự thăng giáng của sóng trên bề mặt η trong không gian tức là phụ thuộc
h¶ x ¶
trong không gian như đã phân tích ở mục 1.3.3 trong chương 1, vào
t a=
+
tt ()()( ) P aa
G
đầu ra khâu s ẽ nhận được sự dao động của góc tấn công aG do gió gây ra. Góc aG sẽ là tác động nhiễu ngoài vào sự hình thành góc t ấn công a của TLĐH đang được nghiên cứu và đóng vai trò sai số của góc tấn công theo biểu thức sau: (3.28)
Rõ ràng trong (3.28), aG(t) phản ánh quy lu ật thay đổi góc tấn công của TLĐH theo tác động của gió đứng và là nhân tố gây mất ổn định độ cao.
15
3.2. Tổng hợp cấu trúc kênh điều khiển-ổn định độ cao 3.2.1. Cấu trúc cơ bản của kênh điều khiển-ổn định độ cao Cấu trúc của kênh điều khiển - ổn định độ cao bay của TLĐH có thể xác định theo sơ đồ khối hình 3.7 dưới đây.
3.2.2. Cấu trúc tối ưu của kênh điều khiển-ổn định độ cao
16
3.3. Tổng hợp một số thuật toán điều khiển cho kênh độ cao 3.3.1. Thuật toán điều khiển PID
Bộ điều khiển PID (bộ điều khiển tỉ lệ vi tích phân) tương đương với ba mạch hồi ti ếp: vị trí; t ốc độ; tích phân sai s ố của bất kỳ một hệ tự động điều chỉnh khép kín nào. B ộ điều khiển PID là bộ điều khiển được sử dụng rộng rãi trong các h ệ thống điều khiển công nghi ệp, thực hiện việc tính toán giá tr ị “sai số” giữa giá tr ị đo thông số biến đổi và giá tr ị đặt mong mu ốn. Bộ điều khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển vào.
Như bài toán đã đặt ra là khi tên lửa đối hải bay ở độ cao nhỏ giới hạn trên mặt biển có tác động đáng kể của gió, làm cho góc t ấn công a thay đổi. Bộ điều khiển PID kinh điển không th ể cập nhật tự động các hệ số Kp, Kd, Ki theo góc tấn công a của quá trình được.
Vấn đề đặt ra là c ần tổng hợp một bộ điều khiển sao cho nó có th ể thích nghi với thay đổi của góc tấn công a trong một khoảng tương đối rộng khi có tác động của gió. B ộ điều khi ển thích nghi mô hình tham chiếu ẩn theo phương pháp tốc độ gradient có thể giải quyết bài toán này. 3.3.2. Thu ật toán điều khi ển thích nghi theo t ốc độ gradient v ới mô hình tham chiếu ẩn
a. Đặt bài toán và lựa chọn phương pháp giải Đặt bài toán: Trên cơ sở của hệ tự động ổn định độ cao bay của TLĐH có cấu trúc tường minh và các tham s ố đã bi ết. Để hệ th ống có th ể tự động thích nghi với những tác động của gió lên bề mặt khí động tên lửa khi bay sát mặt biển, ta cần tổng hợp được thuật toán thích nghi và c ấu trúc của bộ điều khiển, bảo đảm sao cho:
Phương pháp giải bài toán: Căn cứ vào c ấu trúc c ủa hệ th ống điều khi ển-ổn định độ cao bay (hình3.8) và quy lu ật tác động của gió b ề mặt bi ển vào tên l ửa, có th ể chọn ph ương pháp gi ải bài toán thích nghi h ệ th ống theo mô hình h ệ thích nghi tham số theo tốc độ gradient với mô hình tham chiếu ẩn. b. Giải bài toán tổng hợp hệ thích nghi theo tốc độ gradient - Xác định phương trình vi phân mô tả đối tượng điều khiển:
17
Từ sơ đồ cấu trúc hình 3.8 để đơn giản ta xét mạch thẳng kênh độ cao của tên lửa và quá trình biến đổi tương đương ta được sơ đồ cấu trúc của kênh điều khiển độ cao TLHTĐH thể hiện trên hình 3.12c.
Hàm truy ền của khâu máy lái có th ể xấp xỉ khâu khu ếch đại hệ số bằng 1. Phép đơn giản hóa này được đưa ra xuất phát từ lập luận là hằng số thời gian của khâu máy lái nh ỏ đáng kể (hơn 10 lần) so với hằng số thời gian của khâu tên lửa với vòng tự động ổn định trên khoang. Vì vậy mà hàm truyền hệ hở khi đó có dạng:
Từ (3.48) có thể xác định PT vi phân mô tả ĐTĐK như sau:
Mục đích điều khiển của hệ thích nghi là x ấp xỉ Hth(t) của ĐTĐK tới Hct(t) với sai s ố cho phép là δ(t)≈0 với các h ệ số “lý t ưởng” của bộ điều khiển. Ta chọn luật điều khiển liên tục cho hệ thích nghi như sau:
Thuật toán tham số thích nghi khi coi xαG(t)=0 sẽ có dạng:
0
G(ggg ) dương.
Để đạt được mục đích điều khi ển, yêu c ầu sao cho đa th ức G: phải là Guvysev, thì t ất cả các hệ số đều phải =l+l + 2211
18
thH(t) &
Ngoài ra còn yêu cầu sao cho tác động đầu vào Hct(t) và các đạo hàm là hạn chế. Mô hìnhtham chiếu ẩn ta nhận được từ ,
của nó thH(t) && đẳng thức δ(t)=0 và có dạng sau:
Bởi vì tác động vào ĐTĐK (3.52) còn có nhi ễu ngoài là xαG(t), nên thuật toán thích nghi (3.51) cần phải tính tới cả yếu tố này bằng cách làm thô, thông thường là đưa thêm hồi tiếp âm dạng:
Từ cấu trúc cơ bản hình 3.8 và thu ật toán thích nghi (3.53) ta có c ấu trúc thích nghi của kênh như hình 3.13.
3.4. Kết luận chương 3 Trong chương 3 đã giải quyết trọn vẹn hai bài toán cuối mà luận án đã đặt ra. Đó là phân tích, biện luận cơ sở lý thuyết để:
19
a) Tổng hợp một cấu trúc đầy đủ của kênh điều khiển ổn định độ cao cho đối tượng là TLHTĐH. Trong cấu trúc kênh đã tổng hợp được, ngoài những khâu cơ bản của hệ thống với vòng tự động ổn định trên khoang (ASS) còn tính t ới cả các khâu động học tác động bên ngoài c ủa sóng, gió biển, của thiết bị đo cao QT-VT v ới xử lý tối ưu là lọc Kalman rời rạc. Những mô tả, phân tích toán h ọc bằng hệ các ph ương trình vi phân cho phép xác định các hàm truy ền theo ph ản ứng đầu ra h ệ th ống và những tham số của từng khâu. b) Tổng hợp được hai bộ điều khiển là PID Control và b ộ điều khiển
thích nghi tham số theo tốc độ gradient với mô hình tham chiếu ẩn.
CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM MÔ PHỎNG KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN-ỔN ĐỊNH ĐỘ CAO CỦA TLHTĐH 4.1. Mô tả thực nghiệm
- Đặt điều kiện thử nghiệm: H0; Hct; h(t) và UG(t). - Khởi động các đầu vào Hct(t), h(t) và UG(t). - Quan sát, đọc kết quả Hth(t), ΔHđg(t), a(t), wz1(t) và J(t). - Xử lý, đánh giá kết quả.
4.2. Điều kiện mô phỏng đối với hai cấu trúc kênh đã tổng hợp 4.2.1. Điều kiện chung cho hai cấu trúc Điều ki ện chung cho t ất cả các b ộ điều khi ển khi tri ển khai th ực
nghiệm mô phỏng là 2 cấu trúc được xây dựng ở chương 3 4.2.2. Điều kiện riêng cho mỗi cấu trúc Mỗi sơ đồ cấu trúc có một bộ điều khiển riêng chính vì vậy ta phải lựa chọn các tham số cụ thể là: a) Với cấu trúc có bộ điều khiển PID ta phải lựa chọn các tham số KP, KI và KD; b) Với cấu trúc có bộ điều khiển thích nghi theo tốc độ gradient ta phải
lựa chọn các tham số g0, g1,g2 và a0, a1, a2. 4.3. Mô ph ỏng các c ấu trúc kênh điều khi ển-ổn định độ cao c ủa TLHTĐH 4.3.1. Mô phỏng kênh điều khiển-ổn định độ cao với bộ điều khiển PID
Trên cơ sở sơ đồ cấu trúc kênh điều khi ển-ổn định độ cao bay c ủa TLHTĐH và tính toán tham s ố các hàm truy ền. Ta có s ơ đồ mô ph ỏng
20
kênh điều khiển-ổn định độ cao TL ĐH với bộ điều khiển PID nh ư trên hình 4.1.
4.3.2. Mô phỏng kênh điều khiển-ổn định độ cao với bộ điều khiển thích nghi theo tốc độ gradient Trên cơ sở sơ đồ cấu trúc kênh điều khi ển-ổn định độ cao bay c ủa
TLHTĐH với bộ điều khiển thích nghi theo gradient, hình 3.13 và tính toán tham số các hàm truyền. Ta có sơ đồ mô phỏng kênh điều khiển độ cao TL ĐH với bộ điều khi ển thích nghi theo t ốc độ gradient nh ư trên hình 4.2.
21
4.4. Khảo sát và nhận xét kết quả
Nhận xét: a) Biên độ dao động độ cao thực (Hth) của tên lửa tăng theo cấp sóng, cấp gió và khi độ cao chương trình (H ct) giảm. Hiện tượng này là do khi bay ở độ cao càng thấp thì góc tấn công của tên lửa bị dao động theo tác động của gió trên bề mặt sóng biển nhiều hơn. Hiện tượng này chung
22
cho tất cả các kênh điều khiển-ổn định độ cao với những bộ điều khiển khác nhau.
b) Xét v ề biên độ dao động của độ cao th ực khi thay đổi độ cao chương trình (Hct) và tăng cấp sóng, gió ta thấy độ cao thực (Hth) của tên lửa với kênh có bộ điều khiển gradient luôn ổn định hơn so với kênh có bộ điều khiển PID. Điều đó chứng tỏ hệ thống đã tự thích nghi được với điều kiện môi trường.
Phân biệt trên các đồ thị: + Đường chấm-gạch (màu xanh nước biển ) biểu diễn độ cao bay (Hpid) của tên lửa với cấu trúc có bộ điều khiển PID; + Đường nét li ền (màu đỏ) bi ểu diễn độ cao bay (H grad) của tên l ửa với cấu trúc có bộ điều khiển thích nghi theo gradient. + Đường nét đứt (màu tím) bi ểu di ễn bằng nửa độ cao sóng bi ển
trung bình của điểm cao nhất với xác xuất 1/100 (H1/100). 4.5. Đánh giá định lượng kết quả khảo sát các mô hình điều khiển
Khi tăng tác động của sóng, gió bi ển lên c ấp 4, 5, 6 (trên các hình 4.4a,b,c; 4.5a,b,c và 4.6a,b,c), và giảm độ cao chương trình Hct= 8m, 5m, 3m, sai s ố ổn định độ cao c ủa hai c ấu trúc kênh v ới hai b ộ điều khiển như sau:
+ Với bộ điều khi ển PID, sai s ố ổn định độ cao thay đổi trong d ải DH=(0‚3)m, xác suất H1/100 tên lửa va vào đỉnh sóng khi sóng gió cấp 5, 6 ở độ cao chương trình Hct = 3m, 5m là rất lớn. + Đối với bộ điều khiển thích nghi gradient: sai số ổn định độ cao chỉ thay đổi trong dải DH=(0‚0,5)m.
Có th ể đưa ra quy ết định lựa ch ọn là s ử dụng cấu trúc kênh điều khiển - ổn định độ cao với bộ điều khiển thích nghi gradient, Khi đó độ cao chương trình Hct có thể đặt ở giới hạn 3‚5m với sóng, gió đến cấp 6 mà kênh điều khiển - ổn định độ cao vẫn bảo đảm an toàn cho tên lửa. 4.6. Kết luận chương 4
Trên cơ sở một cấu trúc cơ bản của kênh điều khiển-ổn định độ cao TLĐH đã tổng hợp như hình 3.7, v ới những phân tích l ựa chọn nguyên lý hi ệu chỉnh và tính toán các tham s ố, đã xây dựng được hai cấu trúc cho kênh điều khiển với hai bộ điều khiển khác nhau là PID và b ộ điều khiển thích nghi tham chiếu ẩn theo gradient.
Trên hai cấu trúc kênh v ới hai bộ điều khiển đã tổng hợp (hình 3.10 và 3.13), sử dụng công cụ tính toán tham s ố các khâu v ới dữ liệu tổng
23
hợp trong các b ảng 4.1 và 4.2, đã mô ph ỏng, khảo sát cho c ả hai vòng điều khiển kín tên lửa theo độ cao bay. Những kết quả định tính trên các đồ th ị và định lượng trong các b ảng dữ li ệu cho phép ta đưa ra nh ững nhận xét, đánh giá và kết luận chất lượng đối với mỗi cấu trúc hệ thống. Lựa chọn tốt nhất của luận án là cấu trúc kênh điều khiển - ổn định độ cao TLĐH sử dụng bộ điều khiển thích nghi theo gradient. C ấu trúc nói trên được lựa chọn không những có chất lượng điều khiển tốt, thích nghi với những thay đổi không biết trước của điều kiện bay, mà còn cho phép giảm độ cao ch ương trình xu ống mức nhỏ hơn so với yêu cầu kỹ thuật của một số loại TLĐH hiện đại. Cấu trúc có tính ổn định cao.
KẾT LUẬN
Luận án “Nghiên cứu hạn chế ảnh hưởng của sóng và gió bi ển đến kênh điều khiển độ cao c ủa tên l ửa đối hải khi bay ở độ cao th ấp trên mặt biển” đã đề cập vấn đề nghiên cứu ứng dụng một số phương pháp xử lý thông tin và điều khiển hiện đại để tối ưu hóa, nâng cao chất lượng quá trình điều khiển, ổn định độ cao bay cho TLHT ĐH trong điều kiện thực tế là bay thấp giới hạn có tác động của sóng, gió biển tới cấp 6.
Kết quả nghiên cứu của luận án cho phép gi ảm sai số điều khiển - ổn định độ cao bay c ủa đối tượng và th ực tế hóa ph ương án cấu trúc kênh điều khiển tối ưu trong bước phát triển tiếp theo. Luận án đã đạt được một số kết quả chính sau: 1. Đã áp dụng mô hình toán học sóng và gió bi ển sát hơn với thực tế ển đến kênh độ cao c ủa để mô ph ỏng tác động của sóng và gió bi TLHTĐH.
2. Đã lập luận và xây d ựng được bộ đo cao QT-VT k ết hợp với hai bước xử lý. Trong đó đã sử dụng lý thuyết lọc tối ưu xây dựng thuật toán lọc Kalman rời rạc ứng dụng cụ thể trong bộ đo cao QT-VT. Kết quả mô phỏng thuật toán lọc Kalman rời rạc đã đưa ra được đánh giá sai s ố độ cao ΔHđg cho bộ đo cao QT-VT kết hợp giảm thiểu được các sai s ố tích lũy của thiết bị ĐCQT và sai số thăng giáng, sai số dịch chuyển của thiết bị ĐCVT.
3. Đã tổng hợp được cấu trúc cơ bản của một kênh điều khiển-ổn định độ cao c ủa TL ĐH trên cơ sở lý thuy ết về động lực học bay, động học điều khiển và quy trình t ự động hóa tính toán các tham s ố hệ thống trên máy tính số. Đặc biệt là trong cấu trúc cơ bản này đã tính tới: động học của những tác động bên trong nh ư sự thay đổi dự trữ ổn định tĩnh DX;
24
động học của nh ững tác động ngoài nh ư sóng và gió bi ển, nh ư nh ững nguyên nhân chính gây mất ổn định độ cao bay của đối tượng.
4. Đã phân tích lý thuy ết và tổng hợp được hai thu ật toán điều khiển PID, thu ật toán thích nghi theo theo t ốc độ gradient với mô hình tham chiếu ẩn. Đã áp d ụng chúng trong t ổng hợp cấu trúc t ối ưu kênh điều khiển-ổn định độ cao bay c ủa TLĐH khi bay th ấp trên mặt biển.
5. Đã tổ ch ức th ực nghi ệm bằng ph ương pháp mô ph ỏng trên máy tính cho hai c ấu trúc kênh điều khiển-ổn định độ cao TLĐH. Kết quả là đã đánh giá được sự ảnh hưởng của sóng, gió bi ển đến quá trình điều khiển, ổn định độ cao bay của tên lửa sát với thực tế.
6. Trên cơ sở kết quả khảo sát các cấu trúc với hai bộ điều khiển, đã đánh giá định tính và định lượng chất lượng điều khiển của từng cấu trúc để từ đó đưa ra sự lựa chọn tốt nhất là cấu trúc kênh điều khiển với bộ điều khiển thích nghi theo tốc độ gradient với mô hình tham chiếu ẩn.
* Những đóng góp mới của luận án 1. Luận án đã luận giải sự cần thiết phải kết hợp hai thi ết bị đo cao quán tính và vô tuy ến để bảo đảm ổn định độ cao nh ỏ giới hạn cho tên lửa. Trong đó đã phân tích ảnh hưởng của sóng biển đến tín hiệu đo cao vô tuyến có thành ph ần dạng tạp trắng. Áp dụng bộ lọc Kalman rời rạc trong bộ đo cao kết hợp quán tính v ới vô tuy ến cho phép l ọc nhi ễu đo cao vô tuy ến và bù kh ử sai s ố đo cao quán tính, ph ục vụ vi ệc tạo lệnh điều khiển kênh độ cao cho TLHTĐH.
2. Luận án đã xây dựng được thu ật toán mô ph ỏng gió bề mặt, đưa ảnh hưởng của gió vào mô hình điều khiển độ cao của TLHTĐH. Trên cơ sở đó đã tổng hợp bộ điều khiển thích nghi theo t ốc độ gradient với mô hình tham chi ếu ẩn, đưa vào cấu trúc t ổng hợp kênh điều khiển-ổn định độ cao bay c ủa tên l ửa. Có th ể đánh giá đây là nh ững phát tri ển thành công về ứng dụng lý thuy ết điều khiển hiện đại vào một bài toán thực tế với hệ thống và đối tượng cụ thể.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài: Về lý thuy ết đề xuất ti ếp tục sử dụng các thu ật toán l ọc, thu ật toán điều khiển hiện đại khác (điều khiển trượt, điều khiển backstepping, điều khiển nơ-ron,...) để nghiên cứu nâng cao độ chính xác ổn định độ cao bay.
Về thực nghiệm: sử dụng những kết quả lý thuyết, kết quả mô phỏng đã nhận được từ luận án để triển khai nghiên cứu thực tế hóa cho một đối tượng cụ th ể có trong trang b ị. Tri ển khai này d ự ki ến ở dạng đề tài nghiên cứu khoa học cấp quân chủng hoặc cấp Bộ.
