intTypePromotion=1

Thuật toán xử lý số liệu phục vụ tích hợp hệ thống điều khiển hỏa lực cho CPPK 37MM 2N bắn trong hành quân

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

0
16
lượt xem
0
download

Thuật toán xử lý số liệu phục vụ tích hợp hệ thống điều khiển hỏa lực cho CPPK 37MM 2N bắn trong hành quân

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc nâng cao tính cơ động cho các trân địa PPK hiện nay là một nhiệm vụ trong việc cải tiến hệ thống điều khiển hỏa lực. Rút ngắn thời gian chuẩn bị đồng bộ trận địa là một giải pháp thích hợp để giải quyết nhiệm vụ này. Để thực hiện được giải pháp này cần xây dựng thuật toán xác định hướng các đường ngắm của pháo cũng như của đài quan sát trên cơ sở một số sensor tích hợp thêm. Báo cáo sẽ trình bày về một giải pháp xác định góc tầm và góc hướng của đường ngắm trong điều kiện bệ của đài quan sát cũng như bệ pháo không nằm ở trạng thái thăng bằng trên cơ sở sử dụng các góc ơle và ma trận cosin định hướng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thuật toán xử lý số liệu phục vụ tích hợp hệ thống điều khiển hỏa lực cho CPPK 37MM 2N bắn trong hành quân

§iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa<br /> <br /> <br /> ThuËt to¸n xö lý sè liÖu Phôc vô<br /> tÝch hîp hÖ thèng ®iÒu khiÓn háa lùc<br /> Cho cppk 37mm 2n b¾n trong hµnh qu©n<br /> TRẦN NGỌC BÌNH, NGUYỄN VŨ<br /> Tóm tắt: ViÖc n©ng cao tÝnh c¬ ®éng cho c¸c tr©n ®Þa PPK hiÖn nay lµ mét nhiÖm vô<br /> trong viÖc c¶i tiÕn hÖ thèng ®iÒu khiÓn háa lùc. Rót ng¾n thêi gian chuÈn bÞ ®ång bé trËn ®Þa<br /> lµ mét gi¶i ph¸p thÝch hîp ®Ó gi¶i quyÕt nhiÖm vô nµy. §Ó thùc hiÖn ®­îc gi¶i ph¸p nµy cÇn<br /> x©y dùng thuËt to¸n x¸c ®Þnh h­íng c¸c ®­êng ng¾m cña ph¸o còng nh­ cña ®µi quan s¸t trªn<br /> c¬ së mét sè sensor tÝch hîp thªm. B¸o c¸o sÏ tr×nh bµy vÒ mét gi¶i ph¸p x¸c ®Þnh gãc tÇm vµ<br /> gãc h­íng cña ®­êng ng¾m trong ®iÒu kiÖn bÖ cña ®µi quan s¸t còng nh­ bÖ ph¸o kh«ng n»m<br /> ë tr¹ng th¸i th¨ng b»ng trªn c¬ së sö dông c¸c gãc ¬le vµ ma trËn cosin ®Þnh h­íng.<br /> Từ khóa: Gãc ¬le, Ma trËn cosin ®Þnh h­íng, HÖ thèng ®iÒu khiÓn háa lùc.<br /> <br /> 1. Më ®Çu<br /> C¸c CPPK 37mm 2N bè trÝ trong trËn ®Þa ®Òu ®­îc hiÖu chØnh chÝnh x¸c c¸c tham sè<br /> phôc vô ®Ó trËn ®Þa ®­îc ®ång bé nh­ lÊy th¨ng b»ng cho ®µi quan s¸t vµ ph¸o, ®o ®¹c chÝnh<br /> x¸c ®­êng ®¸y, lÊy ®ång bé h­íng cho toµn bé trËn ®Þa [1]. ViÖc hiÖu chØnh chÝnh x¸c c¸c<br /> tham sè nµy ®¶m b¶o cho toµn bé trËn ®Þa ph¸o, tuy nhiªn ®ßi hái mét thêi gian t­¬ng ®èi<br /> lín. §Ó n©ng cao tÝnh c¬ ®éng cho c¸c trËn ®Þa ph¸o ®ßi hái ph¶i rót ng¾n thêi gian chuÈn bÞ<br /> trËn ®Þa nh­ng vÉn ®¶m b¶o tÝnh ®ång bé cña hÖ thèng. ViÖc sö dông sensor ®o nghiªng vµ la<br /> bµn ®iÖn tö sÏ cho phÐp gi¶i quyÕt nhiÖm vô ®Þnh h­íng cho ®­êng ng¾m theo ph­¬ng n»m<br /> ngang, cßn viÖc bï ®é nghiªng cho c¸c gãc tÇm vµ gãc h­íng ë vÞ trÝ bÊt kú sÏ ®­îc thùc<br /> hiÖn nhê thuËt to¸n bï ®é nghiªng ®­îc tr×nh bµy trong c¸c néi dung d­íi ®©y.<br /> 2. C¸c hÖ täa ®é sö dông<br /> Gãc h­íng vµ tÇm cña ph¸o ®­îc x¸c ®Þnh trong hÖ täa ®é mÆt ®Êt, lµ hÖ täa ®é cã t©m<br /> n»m ë t©m quay cña ph¸o cã trôc h­íng vÒ phÝa b¾c theo ph­¬ng n»m ngang, trôc<br /> h­íng vÒ phÝa ®«ng theo ph­¬ng n»m ngang cßn trôc vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng<br /> vµ t¹o víi c¸c trôc , mét tam diÖn thuËn.<br /> V× h­íng vµ tÇm cña nßng ph¸o quay xung quanh ®Õ ph¸o, ®ång thêi ®Õ ph¸o ®­îc ®Æt<br /> víi c¸c gãc nµo ®ã so víi hÖ täa ®é mÆt ®Êt. ChÝnh v× vËy, ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc gãc h­íng vµ<br /> gãc tÇm cña ph¸o trong hÖ täa ®é mÆt ®Êt, cÇn x¸c ®Þnh hÖ täa ®é cña ®Õ ph¸o vµ hÖ täa ®é<br /> nßng ph¸o. HÖ täa ®é ®Õ ph¸o lµ hÖ täa ®é cã t©m n»m ë t©m quay cña ph¸o, cã trôc<br /> song song víi trôc däc vµ h­íng vÒ phÝa tr­íc cña ph¸o, trôc vu«ng gãc víi trôc<br /> n»m trong mÆt ph¼ng ®èi xøc cña ph¸o vµ h­íng lªn trªn, trôc n»m trong mÆt ph¼ng<br /> ngang, vu«ng gãc víi trôc vµ t¹o víi c¸c trôc , mét tam diÖn thuËn.<br /> HÖ täa ®é nßng ph¸o lµ hÖ täa ®é cã trôc song song víi trôc cña nßng ph¸o, trôc<br /> n»m trong mÆt ph¼ng , vu«ng gãc víi trôc vµ h­íng lªn trªn, trôc<br /> vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng vµ t¹o víi c¸c trôc , thµnh mét tam diÖn<br /> thuËn.C¸c gãc ¬le cña hÖ täa ®é so víi hÖ täa ®é ®­îc x¸c ®Þnh b»ng<br /> c¸c gãc tÇm vµ gãc h­íng t­¬ng ®èi cña nßng ph¸o so víi ®Õ ph¸o b»ng c¸ch g¾n c¸c<br /> sensor ®o gãc lªn ®Õ ph¸o vµ bÖ quay tÇm vµ quay h­íng. C¸c gãc nµy ký hiÖu lµ - gãc<br /> quay cña trôc so víi trôc vµ - gãc quay cña trôc so víi trôc . Gãc quay<br /> theo trôc b»ng “0” v× trôc n»m trong mÆt ph¼ng vµ trªn ph¸o kh«ng cã c¬<br /> cÊu ®iÒu khiÓn quay nghiªng.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 100 T. N. B×nh, N. Vò, "ThuËt to¸n xö lý… cho CPPK 37mm 2N b¾n trong hµnh qu©n."<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 1. HÖ täa ®é mÆt ®Êt, hÖ täa ®é ®Õ H×nh 2. HÖ täa ®é ®Õ ph¸o, hÖ täa ®é nßng<br /> ph¸o vµ c¸c gãc ¥le gi÷a hai hÖ täa ®é. ph¸o vµ c¸c gãc ¥le liªn hÖ gi÷a hai hÖ täa ®é.<br /> C¸c gãc ¬le cña hÖ täa ®é so víi hÖ täa ®é ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c<br /> sensor g¾n trªn bÖ ph¸o. §Ó x¸c ®Þnh ®­îc gãc quay theo trôc ta sö dông la bµn ®iÖn<br /> tö; ®Ó x¸c ®Þnh gãc quay theo trôc ta sö dông sensor ®o nghiªng (Inclinometer) ®Æt<br /> däc theo trôc ; ®Ó x¸c ®Þnh gãc quay theo trôc ta ®Æt sensor ®o nghiªng däc theo<br /> ∗ ∗<br /> trôc (ë ®©y vµ lµ c¸c trôc míi cña hÖ täa ®é sau khi thùc hiÖn<br /> phÐp quay). Nh­ vËy b»ng c¸c sensor cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc c¸c gãc ¬le gi÷a hÖ täa ®é ®Õ<br /> ph¸o víi hÖ täa ®é mÆt ®Êt. Ta ký hiÖu lµ gãc quay theo trôc , lµ gãc quay theo<br /> ∗ ∗<br /> trôc vµ lµ gãc quay theo trôc . Nh­ vËy gãc chØ lµ sè bï cña la bµn ®iÖn tö,<br /> vµ lµ gi¸ trÞ gãc nghiªng do sensor ®­a ra.<br /> 3. X¸c ®Þnh gãc cña nßng ph¸o<br /> trong hÖ to¹ ®é mÆt ®Êt<br /> §Ó x¸c ®Þnh gãc quay cña nßng ph¸o so víi hÖ täa ®é mÆt ®Êt, cÇn x©y dùng c¸c ma<br /> trËn cosin ®Þnh h­íng gi÷a hÖ täa ®é ®Õ ph¸o víi hÖ täa ®é mÆt ®Êt ký hiÖu lµ , vµ ma<br /> trËn cosin ®Þnh h­íng gi÷a hÖ täa ®é nßng ph¸o víi hÖ täa ®é ®Õ ph¸o, ký hiÖu lµ .<br /> C¸c ma trËn cosin ®Þnh h­íng nµy ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau [2], [3]:<br /> <br /> −<br /> = − + + (1)<br /> + − − +<br /> −<br /> = − (2)<br /> 0<br /> Tõ (1) vµ (2) nhËn ®­îc ma trËn cosin ®Þnh h­íng gi÷a hÖ täa ®é nßng ph¸o vµ hÖ täa<br /> ®é mÆt ®Êt nh­ sau:<br /> <br /> = ∗ = (3)<br /> <br /> ë ®ã, c¸c phÇn tö cña ma tr©n<br /> x¸c ®Þnh nh­ sau:<br /> = j − − j<br /> = j +<br /> = j + − j<br /> = − j + j −<br /> + j + j<br /> = − j + j +<br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 31, 06 - 2014 101<br /> §iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa<br /> <br /> = j − j +<br /> + j + j<br /> = j + j +<br /> − j + j<br /> = − −<br /> = −<br /> − − +<br /> Sau khi x¸c ®Þnh ®­îc c¸c phÇn tö cña ma trËn , c¸c gãc ¥le ®­îc x¸c ®Þnh nh­<br /> sau [2]:<br /> ⎧ = −<br /> ⎪<br /> = ( ) (6)<br /> ⎨<br /> ⎪ = −<br /> ⎩<br /> ë ®ã, lµ gãc h­íng cña nßng ph¸o, lµ gãc tÇm cña nßng ph¸o vµ lµ gãc nghiªng<br /> cña nßng ph¸o.<br /> Trong c«ng thøc (4), khi = 0 th× = 90 hoÆc = 270 .<br /> Trong tr­êng hîp nµy x¸c ®Þnh nh­ sau:<br /> ∆ = −( + )<br /> (7)<br /> ∆ = −( + )<br /> ế ∆ < ∆<br /> = (8)<br /> ế ∆ > ∆<br /> BiÓu thøc (7) vµ (8) ®­îc sö dông cho mäi gãc . Víi ý nghÜa vËt lý cña gãc tÇm, sÏ<br /> n»m trong kho¶ng tõ -300 ®Õn 900.<br /> 4. VÝ dô minh häa<br /> Gi¶ sö chØ sè cña la bµn ®iÖn tö lµ 300, chØ sè cña c¸c sensor ®o nghiªng lµ 30 vµ 20, ta cã:<br /> = −30 = 3 = 2<br /> Gi¶ sö gãc quay t­¬ng ®èi cña nßng ph¸o so víi ®Õ lµ: = 70 , = 25 .<br /> Khi ®ã, c¸c phÇn tö cña ma trËn cosin ®Þnh h­íng liªn quan ®Õn x¸c ®Þnh c¸c gãc ¥le<br /> vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau:<br /> = cos(−30 ) cos(3 ) cos(70 ) cos(25 ) − (3 ) (70 ) (25 )<br /> − (−30 ) cos(3 ) (70 ) = 0.730<br /> = −cos(−30 ) cos(3 ) sin(70 ) cos(25 ) + (3 ) (70 ) (25 )<br /> − (−30 ) cos(3 ) (70 ) = −0.545<br /> = −cos(−30 ) cos(3 ) sin(25 ) + (3 ) (2 ) = 0.367323<br /> Tõ c¸c phÇn tö trªn ta cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c gãc ¥le vµ nh­ sau:<br /> 0.545<br /> = − = = 36.744<br /> 0.730<br /> = ( )= (0.367323) = 21.55<br /> <br /> <br /> 5. KẾT LUẬN<br /> Nh­ vËy, b»ng ph­¬ng ph¸p bæ sung c¸c sensor ®o h­íng vµ ®o gãc nghiªng cho ®Õ<br /> ph¸o, sö dông ma trËn cosin ®Þnh h­íng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c gãc ¥le, viÖc x¸c ®Þnh gãc cña<br /> <br /> <br /> <br /> 102 T. N. B×nh, N. Vò, "ThuËt to¸n xö lý… cho CPPK 37mm 2N b¾n trong hµnh qu©n."<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> nßng ph¸o trong hÖ täa ®é mÆt ®Êt ®· ®­îc thùc hiÖn. §iÒu nµy cho phÐp triÓn khai hÖ<br /> thèng ®iÒu khiÓn háa lùc mét c¸ch nhanh chãng, cã thÓ bá qua kh©u lÊy th¨ng b»ng chÝnh<br /> x¸c cho ph¸o, ®ång thêi trong tr­êng hîp ph¸o b¾n, c¸c gãc ¥le cña ®Õ ph¸o bÞ thay ®æi, ta<br /> còng kh«ng cÇn ph¶i lÊy th¨ng b»ng l¹i cho ph¸o. §iÒu nµy cho phÐp triÓn khai c¸c trËn ®Þa<br /> ph¸o b¾n trong hµnh qu©n.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Gi¸o tr×nh thao t¸c sö dông cPPK 37mm - 2N cã trong trang bÞ khÝ tµi ®iÒu khiÓn háa<br /> lùc CTV - M, Qu©n chñng Phßng kh«ng kh«ng qu©n, (2006).<br /> [2]. NguyÔn V¨n Chóc, Lª Anh TuÊn, Ph¹m Phó Th¾ng “ThuËt to¸n ®Þnh h­íng cña hÖ<br /> thèng dÉn ®­êng qu¸n tÝnh sö dông tham sè Rodrig – Hamilton”, T¹p chÝ nghiªn cøu<br /> khoa häc kü thuËt vµ c«ng nghÖ qu©n sù, sè 5, (2003).<br /> [3]. NguyÔn Sü Long, “X©y dùng thuËt to¸n x¸c ®Þnh tham sè dÉn ®­êng vµ luËt ®iÒu khiÓn<br /> cho mét líp thiÕt bÞ bay hµnh tr×nh ®èi h¶i, LuËn ¸n TiÕn sÜ kü thuËt, Hµ Néi, (2013).<br /> ABSTRACT<br /> DATA PROCESSING ALGORITHM FOR THE INTEGRATION OF FIREPOWER<br /> CONTROL SYSTEM FOR LOW-ALTITUDE ANTI-AIRCRAFT ARTILLERY<br /> BATTLEFIELD IN MOVING CONDITIONS<br /> <br /> Improving the mobility for low-attitude anti-aircraft artillery battlefield is now a<br /> task in improving fire-control system. Shortening battlefield synchronization<br /> preparation time is a suitable solution to solve this task. To implement this solution<br /> we need to develop algorithms to determine the direction of the artillery sight as<br /> well as the observatory sight on the basis of a number of integrated sensors. The<br /> report presents a solution to determine the elevation angle and the azimuth angle of<br /> the sight in the condition that the observation base and artillery base are not in<br /> balance on the basis of using Euler angle and direction cosine matrix.<br /> Keywords: Euler angle, Direction Cosine matrix, Fire control system.<br /> <br /> Nhận bài ngày 15 tháng 03 năm 2014<br /> Hoàn thiện ngày 15 tháng 04 năm 2014<br /> Chấp nhận đăng ngày 25 tháng 05 năm 2014<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Địa chỉ: ViÖn Tù ®éng hãa KTQS - ViÖn KH&CN QS.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 31, 06 - 2014 103<br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2