Ứng dụng bộ điều khiển mờ tổng hợp lệnh điều khiển kênh độ cao của tên lửa hành trình đối hải khi bay thấp trên mặt biển trong điều kiện có sóng, gió tác động

Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> <br /> øNG DôNG Bé §IÒU KHIÓN Mê tæng hîp<br /> lÖnh §IÒU KHIÓN K£NH §é CAO CñA T£N LöA<br /> HµNH TR×NH §èI H¶I KHI BAY THÊP TR£N MÆT BIÓN<br /> TRONG §IÒU KIÖN Cã SãNG, GIã T¸C §éNG<br /> NguyÔn V¨n Chung*, NguyÔn §øc Thµnh*,<br /> NguyÔn §øc C­¬ng**, Vò Háa TiÔn***<br /> Tãm t¾t: Bµi b¸o tr×nh bµy kÕt qu¶ nghiªn cøu øng dông bé ®iÒu khiÓn mê cho kªnh ®iÒu<br /> khiÓn ®é cao cña tªn löa ®èi h¶i cã tham sè thay ®æi bÊt ®Þnh trong ®iÒu kiÖn t¸c ®éng cña<br /> sãng, giã khi bay thÊp trªn mÆt biÓn. KÕt qu¶ kh¶o s¸t m« pháng víi mét tªn löa gi¶ ®Þnh<br /> cho thÊy ­u ®iÓm vµ hiÖu qu¶ râ rÖt cña bé ®iÒu khiÓn mê so víi bé ®iÒu khiÓn PID trong<br /> cïng mét ®iÒu kiÖn t¸c ®éng ngoµi cña sãng, giã khi tªn löa bay thÊp.<br /> Tõ khãa: Tªn löa hµnh tr×nh ®èi h¶i, Bé ®iÒu khiÓn mê, Sãng vµ giã.<br /> <br /> 1. ®Æt vÊn ®Ò<br /> C¸c tªn löa hµnh tr×nh ®èi h¶i (TLHT§H) hiÖn ®¹i th­êng bay rÊt thÊp (510m) trªn<br /> mÆt biÓn ®Ó v­ît háa lùc phßng kh«ng cña ®èi ph­¬ng. V× vËy, bµi to¸n æn ®Þnh vµ ®iÒu<br /> khiÓn TLHT§H bay ë ®é cao ®ã trong ®iÒu kiÖn t¸c ®éng cña sãng, giã biÓn lµ rÊt c¬ b¶n<br /> vµ cÊp thiÕt. Ph¸t triÓn tõ c¸c c«ng tr×nh [1,2,3] ®· c«ng bè cña nhãm t¸c gi¶, víi môc ®Ých<br /> c¶i thiÖn thªm chÊt l­îng vµ hiÖu qu¶ æn ®Þnh ®é cao cho TLHT§H khi bay thÊp giíi h¹n<br /> trªn mÆt biÓn trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn, ta cã thÓ nghiªn cøu øng dông bé ®iÒu khiÓn logic<br /> mê (Fuzzy Logic Control) cho ®èi t­îng khi chÞu t¸c ®éng cña nhiÔu ®éng (sãng, giã).<br /> ViÖc ¸p dông thuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID nãi riªng vµ c¸c ph­¬ng ph¸p tuyÕn tÝnh nãi<br /> chung trong hÖ tù ®éng ®iÒu khiÓn, cã nh­îc ®iÓm lµ chØ æn ®Þnh hÖ thèng khi c¸c tham sè<br /> cña nã thay ®æi trong ph¹m vi hÑp vµ dÔ bÞ mÊt æn ®Þnh khi cã nhiÔu t¸c ®éng m¹nh tõ bªn<br /> ngoµi. ChÝnh v× vËy, muèn gi¶m ®­îc sai sè ®iÒu khiÓn do t¸c ®éng ngoµi, cÇn cã t¸c ®éng<br /> ®iÒu khiÓn m¹nh ngay c¶ khi sai sè cßn nhá, tuy nhiªn, nÕu luËt ®iÒu khiÓn tuyÕn tÝnh th×<br /> ®iÒu ®ã sÏ dÉn ®Õn ph¶n øng ®Çu ra hÖ thèng víi biªn ®é vµ sai sè lín.<br /> Mét ®iÓm quan träng n÷a lµ c¸c ®Æc tÝnh khÝ ®éng, ph©n bè trªn khoang, vÝ dô nh­ vÞ trÝ<br /> cña t©m khÝ ®éng Xfa cña tªn löa hµnh tr×nh ®èi h¶i cËn ©m (nh­ URAN-E, Exocet,<br /> Harpoon...) trong khi bay hµnh tr×nh thay ®æi rÊt nhiÒu vµ khã x¸c ®Þnh chÝnh x¸c kÓ c¶<br /> b»ng c¸c phÇn mÒm hiÖn ®¹i nh­ ANSYS-CFX hoÆc b»ng thùc nghiÖm trong buång thæi<br /> khÝ ®éng häc. V× vËy, rÊt khã tæng hîp luËt ®iÒu khiÓn theo c¸c ph­¬ng ph¸p “kinh ®iÓn”<br /> khi mµ ®èi t­îng ®iÒu khiÓn cã c¸c tham sè bÊt ®Þnh trong ph¹m vi kh¸ réng nh­ vËy. ViÖc<br /> øng dông ®iÒu khiÓn mê còng ®¶m b¶o tÝnh bÒn v÷ng (robustness) cña vßng ®iÒu khiÓn<br /> kÝn. Trong bµi b¸o nµy, c¸c t¸c gi¶ nghiªn cøu viÖc øng dông bé ®iÒu khiÓn mê trong cÊu<br /> tróc vßng ®iÒu khiÓn kÝn kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao ë giai ®o¹n bay «t«n«m cña TLHT§H víi<br /> nh÷ng tham sè khÝ ®éng vµ ph©n bè thay ®æi trong ph¹m vi kh¸ réng khi cã sãng, giã biÓn<br /> t¸c ®éng. Trªn c¬ së nh÷ng kÕt qu¶ nhËn ®­îc qua kh¶o s¸t m« pháng, ®­a ra nh÷ng ®¸nh<br /> gi¸ so s¸nh víi bé ®iÒu khiÓn kinh ®iÓn PID ®Ó thÊy râ nh÷ng ­u ®iÓm vµ hiÖu qu¶ cña bé<br /> ®iÒu khiÓn mê cã trong øng dông cho kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao cña TLHT§H khi bay thÊp<br /> trªn mÆt biÓn.<br /> 2. X¢Y DùNG Bé §IIÒU KHIÓN Mê CHO K£NH §IÒU KHIÓN<br /> §é CAO BAY CñA TLHT§H<br /> 2.1. X©y dùng bé ®iÒu khiÓn mê<br /> Trªn c¬ së cña lý thuyÕt mê [4,8,9] ta x©y dùng bé ®iÒu khiÓn mê cho kªnh ®iÒu khiÓn<br /> ®é cao cña TLHT§H gåm hai tr¹ng th¸i mê ®Çu vµo vµ mét biÕn mê ®Çu ra. BiÕn ng«n ng÷<br /> vµo lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cña bé ®iÒu khiÓn mê cô thÓ lµ sai lÖch H vµ ®¹o hµm cña nã<br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 30, 04 - 2014 3<br />  §iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa<br /> <br /> H . BiÕn ng«n ng÷ ra lµ ®¹i l­îng t¸c ®éng trùc tiÕp vµo m¸y l¸i ë ®©y biÕn ng«n ng÷ ra<br /> lµ ®iÒu khiÓn U.<br /> - MiÒn gi¸ trÞ vËt lý ph¶i bao hµm hÕt kh¶ n¨ng gi¸ trÞ mµ biÕn ng«n ng÷ vµo ra cã thÓ<br /> nhËn, ta chän:<br /> H = [-1;1] (m); H = [-1;1] (m/s); U = [-0,52;0,52] (rad)<br /> - Sè l­îng tËp mê:<br /> Sè l­îng tËp mê th­êng ®¹i diÖn cho sè tr¹ng th¸i cña biÕn ng«n ng÷ vµo ra. ë ®©y ta<br /> chän c¸c gi¸ trÞ nh­ sau:<br /> H = {AN, AI, K, DI, DN};<br /> H = {AN, AI, K, DI, DN};<br /> U = {ARN, AN, AI, DI, DN, DRN}.<br /> trong ®ã,ARN : ©m rÊt nhiÒu, AN: ©m nhiÒu, AI: ©m Ýt, K: kh«ng, DI: d­¬ng Ýt, DN: d­¬ng<br /> nhiÒu, DRN: d­¬ng rÊt nhiÒu.<br /> - X¸c ®Þnh d¹ng hµm liªn thuéc:<br /> §©y lµ giai ®o¹n rÊt quan träng, v× qu¸ tr×nh lµm viÖc cña bé ®iÒu khiÓn mê phô thuéc<br /> rÊt nhiÒu vµo d¸ng cña hµm liªn thuéc. Ta chän c¸c hµm liªn thuéc h×nh tam gi¸c vµ h×nh<br /> bËc thang nh­ h×nh 1.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 1. C¸c tËp mê vµo ra vµ c¸c hµm liªn thuéc cña chóng.<br /> <br /> - X©y dùng c¸c luËt ®iÒu khiÓn “IF...THEN...” (NÕu...Th×...):<br /> Víi 5 tËp mê cña mçi biÕn ®Çu vµo, ta x©y dùng ®­îc 5x5=25 luËt ®iÒu khiÓn. C¸c luËt<br /> ®iÒu khiÓn ®­îc biÓu diÔn d­íi d¹ng mÖnh ®Ò IF... THEN...c¸c luËt ®iÒu khiÓn nµy ®­îc<br /> x©y dùng theo 2 nguyªn t¾c sau:<br /> + Sai lÖch cµng lín th× t¸c ®éng ®iÒu khiÓn cµng lín.<br /> + §¹o hµm sai lÖch cµng lín th× t¸c ®éng ®iÒu khiÓn cµng lín.<br /> C¸c luËt nµy ®­îc xÕp d­íi d¹ng ma trËn b¶ng 1 vµ ®­îc gäi lµ ma trËn ®iÒu khiÓn [9].<br /> B¶ng 1. LuËt hîp thµnh tuyÕn tÝnh.<br /> V H AN AI K DI DN<br /> DN 0 DI DN DRN DRN<br /> DI AI 0 DI DN DRN<br /> K AN AI 0 DI DN<br /> AI ARN AN AI 0 DI<br /> AN ARN ARN AN AI 0<br /> <br /> Chän luËt hîp thµnh:<br /> Tõ tËp c¸c luËt ®iÒu khiÓn ta chän luËt hîp Max-Min ta cã kÕt qu¶ nh­ h×nh 2.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 4 N.V. Chung, …, V.H. Tiễn, ”Ứng dụng bộ điều khiển mờ … có sóng, gió tác động.”<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 2. C¸c luËt hîp thµnh.<br /> - Gi¶i mê: Tõ hµm liªn thuéc hîp thµnh cña tËp mê ®Çu ra, ta cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p<br /> gi¶i mê thÝch hîp ®Ó x¸c ®Þnh râ ®Çu ra cña bé gi¶i mê. Ph­¬ng ph¸p gi¶i mê ®­îc chän<br /> còng g©y ¶nh h­ëng ®Õn ®é phøc t¹p vµ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña toµn bé hÖ thèng. Th­êng<br /> trong thiÕt kÕ hÖ thèng ®iÒu khiÓn mê, gi¶i mê b»ng ph­¬ng ph¸p träng t©m hay trung b×nh<br /> ©m cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n c¶, v× lóc ®ã kÕt qu¶ ®Çu ra cã sù ham gia ®Çy ®ñ cña tÊt c¶ c¸c<br /> luËt ®iÒu khiÓn. ë ®©y gi¶i mê b»ng ph­¬ng ph¸p träng t©m, ta cã kÕt qu¶ hîp thµnh vµ<br /> gi¶i mê nh­ trªn h×nh 3.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 3. Quan hÖ vµo ra cña bé ®iÒu khiÓn mê.<br /> <br /> 2.2. S¬ ®å khèi vµ cÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn kÝn kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao cña TLHT§H<br /> Trªn c¬ së c¸c phÇn tö chøc n¨ng kªnh ®iÒu khiÓn - æn ®Þnh ®é cao ®· tr×nh bµy trong<br /> [1,2,3], ta cã thÓ h×nh dung mét cÊu tróc kÝn vßng ®iÒu khiÓn cña kªnh cho hÇu hÕt c¸c lo¹i<br /> TLHT§H nh­ trªn h×nh 4.<br /> Giã<br /> Hct H Bé ®iÒu khiÓn M¸y l¸i<br /> cl Hth<br /> Tªn löa<br /> Hđg<br /> Bé ®o cao qu¸n tÝnh<br /> Bé läc<br /> tèi ­u<br /> (Kalman) Bé ®o cao v« tuyÕn<br /> <br /> Sãng biÓn<br /> H×nh 4. S¬ ®å khèi vßng kÝn kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao cña TLHT§H.<br /> Trong s¬ ®å khèi h×nh 4 m¹ch th¼ng hÖ thèng gåm kh©u m¸y l¸i vµ b¶n th©n ®èi t­îng<br /> ®iÒu khiÓn lµ tªn löa víi hÖ tù ®éng æn ®Þnh trªn khoang. M¹ch håi tiÕp cña hÖ thèng cã<br /> cÊu tróc tæng hîp tõ hai thiÕt bÞ ®o cao v« tuyÕn (§CVT), ®o cao qu¸n tÝnh (§CQT) vµ bé<br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 30, 04 - 2014 5<br />  §iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa<br /> <br /> läc Kalman ®­a ra ®¸nh gi¸ ®é cao H®g, ®· tr×nh bµy trong [3]. TÝn hiÖu H®g sÏ ®­îc so s¸nh<br /> víi ®é cao ch­¬ng tr×nh Hct, t¹o ra sai lÖch H ®­a ®Õn bé ®iÒu khiÓn t¹o ra lÖnh ®iÒu khiÓn<br /> t¸c ®éng lªn m¸y l¸i. T¸c ®éng cña sãng biÓn ¶nh h­ëng trùc tiÕp tíi kÕt qu¶ §CVT, cßn<br /> giã biÓn t¸c ®éng vµo bÒ mÆt khÝ ®éng cña tªn löa lµm thay ®æi gãc tÊn, dÉn tíi thay ®æi<br /> lùc n©ng vµ ®é cao bay Hth. CÊu tróc c¬ b¶n hÖ kÝn ®iÒu khiÓn - æn ®Þnh ®é cao trªn c¬ së<br /> biÕn ®æi Laplas hÖ ph­¬ng tr×nh vi ph©n m« t¶ ®éng häc hÖ thèng víi bé ®iÒu khiÓn mê thÓ<br /> hiÖn trªn h×nh 5. CÊu tróc c¸c kh©u c¬ b¶n ®· ®­îc nªu trong tµi liÖu [5].<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 5. S¬ ®å cÊu tróc kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao TLHT§H víi bé ®iÒu khiÓn mê.<br /> <br /> 3. m« pháng, ®¸nh gi¸ bé ®iÒu khiÓn mê trong kªnh<br /> ®iÒu khiÓn ®é cao cña tlht®h<br /> 3.1. S¬ ®å m« pháng vßng kÝn kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao khi cã bé ®iÒu khiÓn mê<br /> C¨n cø s¬ ®å cÊu tróc kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao TLHT§H (H×nh 5) sö dông c¸c bé ®iÒu<br /> khiÓn PID vµ mê ®Ó lµm c¬ së ®¸nh gi¸. ViÖc tÝnh to¸n tham sè c¸c kh©u trong hÖ thèng<br /> ®­îc thùc hiÖn theo [6] víi bé tham sè h×nh häc, khÝ ®éng, ®éng lùc vµ ph©n bè trªn<br /> khoang cña TL§H t­¬ng ®­¬ng Kh-35E (URAN-E). §iÒu kiÖn kh¶o s¸t ®­îc x¸c ®Þnh theo<br /> ®iÒu kiÖn bay (®é cao, vËn tèc hµnh tr×nh, sãng, giã), theo ®ã vËn tèc trung b×nh<br /> Vp= 280m/s, ®é cao ch­¬ng tr×nh Hct= (610) m, sãng, giã c¸c cÊp kh¸c nhau. S¬ ®å m«<br /> pháng kªnh ®iÒu khiÓn-æn ®Þnh ®é cao TL§H thÓ hiÖn trªn h×nh 6. §èi víi c¸c bé ®iÒu<br /> khiÓn ta ph¶i lùa chän c¸c tham sè KP, KI, KD cho bé ®iÒu khiÓn PID vµ K1, K2 vµ K3 cho<br /> bé ®iÒu khiÓn mê, dùa trªn c«ng cô tèi ­u hãa tham sè c¸c bé ®iÒu khiÓn trong Simulink.<br /> C«ng cô tèi ­u hãa tham sè c¸c bé ®iÒu khiÓn vµ hÖ thèng cho phÐp ta chän tr­íc: nh÷ng<br /> chØ tiªu tèi ­u; bé tham sè tèi ­u; giíi h¹n tèi ­u. Ch­¬ng tr×nh tèi ­u hãa cã ­u ®iÓm lµ<br /> x¸c ®Þnh gi¸ trÞ c¸c tham sè tèi ­u trong kho¶ng thêi gian nhá, ®¸p øng nh÷ng chØ tiªu tèi<br /> ­u ®· ®Æt ra. Ph­¬ng ph¸p t×m ®¸p øng tèi ­u trªn c«ng cô Simulink Response<br /> Optimization trong Matlab cung cÊp mét giao diÖn ®å häa tiÖn lîi ®iÒu chØnh vµ tèi ­u c¸c<br /> hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ hÖ thèng vËt lý. Víi c«ng cô nµy, ta cã thÓ ®iÒu chØnh tÝn hiÖu ®¸p<br /> øng xung mong muèn b»ng c¸ch thªm khèi Signal Constraint vµo trong m« h×nh cÇn<br /> m« pháng. Víi c¸ch lµm ®ã ta chän ®­îc KP=3, KI=0,02, KD=0,05 cña bé ®iÒu khiÓn PID<br /> vµ K1= -0,22, K2= - 0,0067, K3 = 38,46.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 6 N.V. Chung, …, V.H. Tiễn, ”Ứng dụng bộ điều khiển mờ … có sóng, gió tác động.”<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> <br /> Wind Lookup T able al fa_s.mat<br /> <br /> From Fi le 0.1<br /> wind_data.U u T inh_Anpha_YAnpha_Y t<br /> 2.31s2+0.30 4s+1<br /> Clock<br /> cl_gio T o Workspace1<br /> <br /> <br /> Integrator<br /> 1 0.0001 968s+1 1 1<br /> 10 PID -K- -K- -K- sin -K- Htt<br /> 0.0636s+1 0.0473s2+0.0 292s+1 s s<br /> Hct PID Controller Kgtt2 Transfer Fcn3 KpK1pT 1c 1/K1p*T 1c T rigonometric V Integ rator1 T o Workspa ce3<br /> cl_a lph a Function<br /> Kp*V<br /> -0.00031s2+0.0000 032s+1<br /> -K-<br /> 0.0473s2+0.0292s+1 H0<br /> <br /> cl_W Hqt 3<br /> 1.579s+1 Gia toc ke (ay )<br /> Hqt<br /> -K-<br /> 0.0473s2+0.0292s+1<br /> Kp Subsystem<br /> cl_vtg Hxl<br /> sai so1<br /> -K- sai so<br /> DetaHtg<br /> Kvgt T ran sfer Fcn<br /> Lgtt Derivative DetaHxl r<br /> 1<br /> -K- du/dt<br /> 0.2s+1<br /> Bo loc Kal man roi rac<br /> song.ma t<br /> 4 Song bien Scope<br /> Hvt<br /> -K-<br /> Integ rator2<br /> K1 1 0.0001968s+1 1 1<br /> -K- -K- -K- -K- sin -K-<br /> du/dt -K- 0.0636 s+1 0.0473s2 +0.0292s+1 s s<br /> Saturation1 K3 Kgtt1 T ran sfer Fcn4 KpK1pT 1c1 1/K1p*T1c1 T rigono me tric V1 Integrator3<br /> Deri vative4 K2 Fuzzy Logi c cl_alpha1 Function2<br /> Control ler<br /> Kp*V1<br /> -0.00 031s2+0.0000032s+1<br /> -K-<br /> 0.0 473s2+0.02 92s+1 H0<br /> <br /> cl_W1 Hqt 1 Hth1<br /> <br /> 1.57 9s+1 Gia toc k e (ay )<br /> Hqt1 To Workspace2<br /> -K-<br /> 0.0 473s2+0.02 92s+1<br /> Kp1 Subsystem1<br /> cl_vtg1 Hxl 1<br /> sai so2<br /> -K- sai so3<br /> DetaHtg1<br /> Kvgt1 Transfer Fcn1<br /> Lg tt2 Deri vative1 DetaHxl r<br /> 1<br /> -K- du/dt<br /> 0.2s+1<br /> Bo l oc Kalman roi rac1<br /> song.mat<br /> 2 Song bien1<br /> Hvt1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 6. S¬ ®å m« pháng kªnh ®iÒu khiÓn ®é cao TLHT§H víi<br /> bé ®iÒu khiÓn PID vµ mê.<br /> 3.2. KÕt qu¶ kh¶o s¸t vµ ®¸nh gi¸<br /> §Ó lµm râ hiÖu qu¶ cña bé ®iÒu khiÓn mê øng dông trong hÖ thèng, khi tham sè ®¸ng<br /> quan t©m nhÊt lµ dù tr÷ æn ®Þnh tÜnh (x = Xfa-Xt) cña tªn löa thay ®æi bÊt ®Þnh trong ®iÒu<br /> kiÖn nhiÔu ngoµi (sãng, giã biÓn) t¸c ®éng, ta tiÕn hµnh kh¶o s¸t theo ph­¬ng ph¸p ®èi<br /> chøng víi hÖ thèng cã sö dông bé ®iÒu khiÓn PID. Kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ thùc hiÖn theo hai<br /> giai ®o¹n:<br /> a) §¸nh gi¸ chÊt l­îng ®iÒu khiÓn ë qu¸ tr×nh qu¸ ®é (khi kh«ng cã sãng, giã vµ khi cã<br /> sãng giã m¹nh). KÕt qu¶ kh¶o s¸t thÓ hiÖn trªn h×nh 7 víi trôc ®øng thÓ hiÖn ®é cao bay<br /> cña tªn löa H[m], trôc ngang thÓ hiÖn thêi gian qu¸ ®é t[s].<br /> b) §¸nh gi¸ chÊt l­îng ®iÒu khiÓn ë giai ®o¹n ®· thiÕt lËp ®é cao bay (Hct~Hth) trong<br /> ®iÒu kiÖn t¸c ®éng cña sãng, giã biÓn ë c¸c møc ®é. KÕt qu¶ kh¶o s¸t thÓ hiÖn trªn h×nh<br /> 8a,b,c víi trôc ®øng thÓ hiÖn ®é cao bay H[m], trôc ngang thÓ hiÖn cù ly t­¬ng ®èi X[m]<br /> trong kho¶ng thêi gian quan s¸t ®Ó thÊy râ hiÖu øng lan truyÒn cña sãng biÓn.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a. x =0 b. Khi x = 9cm c. Khi x = 18cm<br /> H×nh 7. Qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña vßng ®iÒu khiÓn kÝn khi cã ®ét biÕn ®Çu vµo Hct-Hthùc= 2 m .<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 30, 04 - 2014 7<br />  §iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 8a. §é cao bay cña tªn löa khi Hct= 6 m víi sãng giã biÓn cÊp 4.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 8b. §é cao bay cña tªn löa khi Hct= 6 m víi sãng giã biÓn cÊp 5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 8c. §é cao bay cña tªn löa khi Hct= 6 m víi sãng giã biÓn cÊp 6.<br /> Trªn c¸c ®å thÞ: nÐt ®øt thÓ hiÖn ®é cao bay cña tªn löa víi bé ®iÒu khiÓn PID (Hpid); nÐt<br /> liÒn lµ ®é cao bay cña tªn löa víi bé ®iÒu khiÓn mê (Hfz); nÐt ®øt chÊm thÓ hiÖn sãng biÓn.<br /> Tõ c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t ta rót ra nh÷ng nhËn xÐt ®¸nh gi¸ sau:<br /> - Khi thay ®æi ®é d÷ tr÷ æn ®Þnh tÜnh x tõ 18cm ®Õn 0 (h×nh 7) thêi gian qu¸ ®é theo<br /> møc 0,85Hct cña hai hÖ mê vµ PID xÊp xØ nhau (0.85= 0,20,3s). Thêi gian x¸c lËp (Txl) hÖ<br /> cã bé ®iÒu khiÓn mê dao ®éng trong kho¶ng 0,51s, ®é qu¸ chØnh lÇn thø nhÊt 1 nhá h¬n<br /> 10%. Thêi gian x¸c lËp hÖ cã bé ®iÒu khiÓn PID dao ®éng trong kho¶ng 34s, ®é qu¸<br /> chØnh lÇn thø nhÊt 1 nhá h¬n 25%. Sai sè thiÕt lËp cña hÖ cã PID cao h¬n hÖ mê.<br /> - ë chÕ ®é x¸c lËp, khi cã t¸c ®éng cña sãng, giã biÓn cÊp 4, 5,6 (H×nh 8a,b,c), sai sè<br /> æn ®Þnh ®é cao bay cña hÖ cã bé ®iÒu khiÓn mê nhá h¬n H = (0,21)m, cßn hÖ cã bé ®iÒu<br /> khiÓn PID H = (0,52,5)m.<br /> Râ rµng lµ theo nh÷ng ®Æc tr­ng chÊt l­îng nh­: thêi gian qu¸ ®é, thêi gian x¸c lËp vµ<br /> sai sè æn ®Þnh ®é cao, hÖ thèng cã sö dông bé ®iÒu khiÓn mê b¶o ®¶m tèt h¬n so víi hÖ cã<br /> bé ®iÒu khiÓn PID.<br /> <br /> 4. kÕt luËn<br /> Bµi b¸o ®· nghiªn cøu x©y dùng bé ®iÒu khiÓn mê øng dông trong cÊu tróc vßng ®iÒu<br /> khiÓn kÝn cña kªnh ®iÒu khiÓn-æn ®Þnh ®é cao bay cña TLHT§H. KÕt qu¶ cho thÊy râ t¸c<br /> dông cña bé ®iÒu khiÓn mê ®èi víi tÝnh chÊt phi tuyÕn hÖ thèng khi tham sè cña nã bÊt<br /> ®Þnh trong nh÷ng ®iÒu kiÖn t¸c ®éng cña m«i tr­êng ngoµi (cã sãng, giã) lªn tªn löa bay<br /> thÊp trªn mÆt biÓn.<br /> <br /> <br /> <br /> 8 N.V. Chung, …, V.H. Tiễn, ”Ứng dụng bộ điều khiển mờ … có sóng, gió tác động.”<br /> Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ<br /> <br /> Trªn c¬ së so s¸nh ®èi chiÕu trong cïng ®iÒu kiÖn thö nghiÖm víi bé ®iÒu khiÓn kinh<br /> ®iÓn PID, mét c¸ch ®Þnh l­îng, nghiªn cøu kh¶o s¸t ®· kh¼ng ®Þnh ®­îc chÊt l­îng ®iÒu<br /> khiÓn cña bé ®iÒu khiÓn mê tèt vµ hiÖu qu¶ h¬n. §©y lµ mét kÕt luËn quan träng trong viÖc<br /> lùa chän luËt ®iÒu khiÓn cho mét hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn, cô thÓ nh­ kªnh ®iÒu khiÓn-<br /> æn ®Þnh ®é cao bay cña TLHT§H khi bay thÊp trªn biÓn.<br /> <br /> C«ng tr×nh ®­îc hoµn thµnh cã sù tµi trî cña ®Ò tµi cÊp BQP KCT- 01.<br /> Tµi liÖu tham kh¶o<br /> [1]. NguyÔn §øc C­¬ng,“M« h×nh hãa vµ m« pháng chuyÓn ®éng cña khÝ cô bay tù ®éng”,<br /> Hµ Néi,2002.<br /> [2]. NguyÔn V¨n Chung, NguyÔn §øc C­¬ng, Vò Háa TiÔn, “M« h×nh sãng biÓn vµ ¶nh<br /> h­ëng cña nã tíi tÝn hiÖu ®Çu vµo cña thiÕt bÞ ®o cao v« tuyÕn tªn löa ®èi h¶i”, T¹p<br /> chÝ NCKH & CNQS ViÖn KH &CNQS, 8/2011.<br /> [3]. NguyÔn V¨n Chung, NguyÔn §øc C­¬ng, Vò Háa TiÔn, “X©y dùng thuËt to¸n xö lý tÝn<br /> hiÖu cña tæ hîp ®o cao qu¸n tÝnh - v« tuyÕn trªn tªn löa hµnh tr×nh ®èi h¶i”, Héi<br /> nghÞ c¬ ®iÖn tö lÇn thø 6, NXB§HQGHN, Hµ néi, 2012.<br /> [4]. NguyÔn §øc C­¬ng, Phan V¨n Ch­¬ng, Hoµng Anh Tó,“øng dông bé ®iÒu khiÓn mê<br /> cho m¸y bay kh«ng ng­êi l¸i cì nhá ”, Héi nghÞ c¬ ®iÖn tö lÇn thø 6, Hµ néi, 2012.<br /> [5]. NguyÔn V¨n Thä, “Giíi thiÖu tæ hîp tªn löa URANE”, ViÖn Tªn löa, 2004.<br /> [6]. Vò Háa TiÔn, "C¬ së thiÕt kÕ hÖ tù ®éng æn ®Þnh tªn löa", NXB Q§NN n¨m 2012.<br /> [7]. Вopoбьeв В. Г.“Aвтoматичecкoe управлениe полeтoм caмoлeтoв”, M.,<br /> Tpaнcпоpт,1995.<br /> [8]. Л.Н. Лысенко, Н.Д. Кыонг, Ф.В. Ты, “Интерактивный синтез законов<br /> управления движением летательных аппаратов в условиях неопределенности<br /> на основе теории нечетких множеств” В. Tpaнcпоpт,2000.<br /> [9]. M.Sugeno.Industrial,“applications of fuzzy control”,North-Holland, Amsterdam,<br /> Netherlands, 1985.<br /> <br /> ABSTRACT<br /> APPLICATION OF FUZZY CONTROLLERS TO SYNTHETIZE THE ALTITUDE<br /> CHANNEL CONTROL COMMAND OF ANTI-SHIP MISSILES IN THE CONDITION<br /> OF LARGE DISTURBANCES OF WAVES AND WIND<br /> AT SEA - SKIMMING FLIGHTS<br /> This paper presents research results in the application of Fuzzy Controllers for<br /> the altitude control channel of anti-ship missiles with uncertainty of parameters in<br /> the condition of large disturbances of waves, and wind at sea-skimming flight.<br /> Investigation results with a missile model, show the significant advantages of the<br /> fuzzy controllers compared to PID controllers in the same condition in addition to<br /> the impact of waves and wind at sea-skimming flight.<br /> Keywords: Anti-ship missiles, Fuzzy Controllers, Waves and wind.<br /> <br /> NhËn bµi ngµy 04 th¸ng 10 n¨m 2013<br /> Hoµn thiÖn ngµy 10 th¸ng 12 n¨m 2013<br /> ChÊp nhËn ®¨ng ngµy 16 th¸ng 03 n¨m 2014<br /> §Þa chØ: * ViÖn KH&CN QS;<br /> ** Héi Hµng kh«ng - Vò trô ViÖt Nam;<br /> *** Häc viÖn KTQS.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> T¹p chÝ Nghiªn cøu KH&CN qu©n sù, Sè 30, 04 - 2014 9<br />