BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
HOÀNG VĂN LONG
XÂY DNG GII PHÁP VÀ THUẬT TOÁN NÂNG CAO ĐỘ
CHÍNH XÁC LP H TỌA ĐỘ DẪN ĐƯỜNG CHO TÀU MANG
VÀ ĐIỀU KHIỂN KÊNH ĐỘ CAO CHO THIT B BAY HÀNH
TRÌNH TRÊN BIN
Ngành: Kỹ thuật điều khiểntự động hóa
số: 9 52 02 16
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội – 2025
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
VIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHQUÂN S - BTNG THAM U
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS Nguyễn Quang Vịnh
2. PGS. TS Trần Đức Thuận
Phản biện 1: GS.TS Phan Xuân Minh
Đại học Bách khoa Hà Nội
Phản biện 2: PGS.TS Vũ Hỏa Tiễn
Học viện Kthuật quân sự
Phản biện 3: TS Nguyễn Sỹ Long
Viện khoa học và Công nghệ quân sự
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến cấp
Viện họp tại Viện Khoa học Công nghệ quân sự vào hồi: ……giờ
…… ngày ...... tháng……. năm 2025
thể m hiểu luận án tại:
- Thư viện Viện Khoa học Công ngh quân sự
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cp thiết của đề tài lun án
Tác chiến trên bin bng tên lửa đối hải luôn được quan tâm nghiên cu
phát trin nhm nâng cao hiu qu chiến đấu ca các tàu mang tên la. Tác chiến
trên bin nhiu thách thc khác vi tác chiến đối không, đối đất do đặc thù
của môi trường bin: nh hưởng ca sóng, gió, các dòng hải lưu ngầm,...Điều
khin tên lửa đối hải đảm bo hiu qu chiến đấu luôn là bài toán khó, là thách
thức đối vi các nhà khoa hc quân s hàng hi.
Hoạt động trên bin, tín hiu thông tin liên lc với đất liền, cũng như xác
định v trí chính xác ca tàu mang tên lửa đối hi thông qua thiết b GPS luôn
điều kin quan trng cn thiết. Nhưng việc nhn thông tin qua GPS không
phải lúc nào cũng sẵn sàng. Trường hp mt thông tin t GPS tàu mang tên la
s xác đnh v trí như thế nào? Chiến lược tác chiến khi có mc tiêu s đưc thc
hin ra sao? Nhng vấn đề này cũng cần đưc nghiên cu mt cách nghiêm túc.
như vậy mới nâng cao được chất lượng tác chiến đối hi ca tàu mang tên
la.
Ngoài ra, để tránh được ha lc phòng không của đối phương tên la đi hi
(TH) phi kh ng bay bay độ cao rt thp (dưới mười t) trên mt c
bin. Vì vy, tên lửa hành trình đi hải (TLHTĐH) còn được gọi TLHH bay
t mt bin. Đối vi TLHTĐH bay sát mt c bin, vic gi n định khong
ch vi mặt c bin vô cùng quan trng đảm bo an toàn cho n la
trong khong thời gian bay đến mục tiêu. Đây ng bài toán đưc nhiu n khoa
hc quân s hàng hi quan m nghiên cu.
Xut phát t nhng l do trên, lun án la chọn đề tài nghiên cứu “Xây dng
gii pháp và thuật toán nâng cao độ chính xác lp h tọa độ dẫn đường cho tàu
mang điều khiển nh độ cao cho thiết b bay hành trình trên bin”. Đây
vn đ cp thiết, tính thi stính ng dng cao, nhng kết qu ca Lun án
tin đ cho lĩnh vực nghiên cu, chế to Tên la.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mc tiêu ca lun án là gii quyết hai nhim v chính:
- Lun án la chn gii pháp thiết kế chế to mt GPS o da trên mng
ron nhân to các thiết b đo gắn trên tàu tên la đảm bo hoạt đng ca tàu
trong trường hp mt thông tin liên lc vi GPS.
- Nhim v th hai được gii quyết da trên lý thuyết điều khin thích nghi
nhằm đảm tên la bay với độ cao thp, ổn định và an toàn trên bin nhm tránh
ha lc phòng không của tàu địch trước khi tiến hành tiêu dit mc tiêu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối ợng nghiên cứu: Tàu chiến mang tên lửa đối hi chng loi tên
lửa hành trình đối hi đưc trang b trên tàu.
2
- Phm vi nghiên cu ca lun án:
+ Thiết b dẫn đường quán tính (vt th bay c ly < 150 km).
+ Tàu mang tên la đối hi.
+ Tên lửa đã hoạt động giai đoạn hành trình, tc là thuật toán điều khin
không xét ti việc đưa tên lửa t độ cao Hmax vào đ cao hành trình Hct.
4. Nội dung nghiên cứu
Luận án tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
- Tổng quan về vấn đề dẫn đường và đo cao cho thiết bị bay trên biển.
- Tình hình nghiên cứu về bài toán dẫn đường và đo cao.
- Đề xuất nghiên cứu phương án xây dựng một GPS ảo thay thế cho
GPS trong trường hợp mất thông tin từ GPS trên cơ sở mạng nơ ron nhân tạo và
các thiết bị đo được trang bị trên tàu.
- Xây dựng thuật toán xác định thông số cho hệ tọa độ dẫn đường và thuật
toán điều khiển cho kênh điều khiển ổn định độ cao của TLHTĐH khi bay thấp
trên mặt biển.
- Mô phỏng đánh giá hiệu quả của giải pháp và thuật toán.
5. Phương pháp nghiên cứu
Lun án s dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết sau:
- ng dng lý thuyết điều khin hiện đại và mạng nơ ron nhân tạo để xây
dng gii pháp và thuật toán nâng cao độ chính xác lp h tọa độ cho tàu mang.
- ng dng lý thuyết điều khin thích nghi để xây dng b điu khin n
định độ cao cho tên lửa hành trình đối hi trong trường hp có nhiu sóng bin.
- Đánh giá hiệu qu của các đề xut mi trong lun án bng pháp phng
k thut s.
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học: Đề xut thut toán xây dng mt GPS o trên cơ sở ng
dng lý thuyết lc Kalman phi tuyến m rng, mạng ron nhân tạo và c thiết b
đo trên tàu khi mt tín hiu GPS nhằm đm bảo phương án tác chiến trên bin khi
mc tiêu.
Tng hp cấu tc kênh điều khin thích nghi nhm n đnh đ cao TLHTĐH
trên sở ca b điu khin PID-RBF bng pơng pháp điu khin thích nghi trc
tiếp.
Ý nghĩa thực tin: Nghiên cu phát trin các kết qu đạt được ca lun án
để đưa vào ng dng trên các tàu mang tên la nhằm tăng cường kh năng tác
chiến ca tàu.
Kết qu thc nghim ca lun án th s dng cho nhng mục đích khác
nhau như thiết kế ci tiến hn thin h thng điu khin trên khoang TLHTĐH,
phc v nghiên cu, ging dy hc tp trong các hc vin, nhà trưng k thut
3
ca Quân đội.
7. B cc của luận án
Luận án đưc xây dng bao gm phn M đầu, 3 chương và Kết lun.
CƠNG 1. TNG QUAN V VẤN ĐỀ DẪN ĐƯỜNG VÀ ĐO CAO
CHO THIT B BAY TRÊN BIN
1.1. Tng quan v vấn đề dẫn đường và đo cao cho tên lửa đối hi
Tên lửa hành trình đối hi là mt loại vũ khí chiến lược được thiết kế để
tiêu dit mc tiêu trên bin với độ chính xác cao. Quá trình hoạt động ca tên
la gồm ba giai đoạn chính: chun b phóng, hành trình t dn. Mỗi giai đoạn
đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bo tên la không ch khởi động thành
công mà còn duy trì qu đạo bay ổn định, ngay c trong môi trường bin sóng
và gió.
Bài toán đt ra là: Làm thế nào để xác định v trí u mang tên la khi
không có GPS, nhm cung cp d liu chính xác cho h thống điu khin bn?
Khi được v trí chính xác, h thng s tính toán độ cao mong mun khi
phóng tên la, đảm bo qu đạo ban đầu tối ưu để tn công mc tiêu hiu qu.
Nếu sai s trong việc xác định độ cao ln, tên la có th mt chính xác ngay t
khi phóng, ảnh hưởng đến toàn b quá trình bay và kh năng tiêu diệt mc tiêu.
Sau khi phóng, tên la chuyển sang giai đoạn hành trình, nơi nó cần duy
trì độ cao ổn định bt chấp các tác động t sóng bin nhiễu động khí động
học. Điều này đặt ra yêu cu v mt b điều khiển thích nghi để gi ổn định độ
cao bay, giúp tên la duy trì qu đạo mong muốn cho đến khi tiếp cn mc tiêu.
Như vậy, hai vấn đề chính trong lun án có s liên kết cht ch: Xác định
chính xác v trí tàu mang tên la khi mt GPS s giúp h thống điều khin bn
xác định độ cao phóng thích hp. Phát trin b điều khin thích nghi giúp duy
trì độ cao ổn định trong giai đoạn hành trình, đảm bo tên la tiếp cn mc tiêu
chính xác.
1.1.1. Nguyên tc dẫn đường quán nh
Ý tưởng chính ca dẫn đường quán tính da trên phép tích phân gia
tc. Thiết b đo gia tốc đối tượng là gia tc kế. Gia tc kế đo gia tốc ca tâm khi
đối tượng chuyển động, trong h tọa độ quán tính ch s gia tc kế
f
được biu
din:
m
f a g=−
(1.1)
1.1.2. Các h tọa độ s dng trong mô t chuyển động ca vt th
Để điều khin thiết b bay nói chung tên la nói riêng luôn phi gii quyết
2 vấn đề mang tính nguyên tắc, đó là vấn đề dẫn đường và vấn đề to lệnh điều
khin. Vấn đề dẫn đường là cơ sở cho vấn đề to lệnh điều khin.
Vấn đề dẫn đường là gii quyết nhim v xác định v trí ca thiết b bay
trong không gian ca h tọa độ dẫn đường. V trí bao gm v trí tâm khi ca