Luận án Hoàn thiện phương pháp dẫn tiếp cận tỉ lệ theo hướng bù các sai số động

Dựa trên cơ sở phát triển của khoa học - công nghệ nói chung, khoa học

– công nghệ hàng không nói riêng, hiện nay ở nhiều quốc gia đã có sự phát

triển vượt bậc trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất vũ khí, khí tài quân sự.

Hiện có nhiều dự án tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại phương

tiện tập kích đường không mới với những tính năng vượt trội, như các loại

máy bay chiến đấu thế hệ 4++, thế hệ 5 của Nga, Mỹ, Trung Quốc, đã được

thực hiện, thử nghiệm và đạt hiệu quả cao.

Các tính năng của phương tiện tập kích đường không được chú ý phát triển

là khả năng cơ động, tốc độ bay và khả năng chống nhiễu tác chiến điện tử.

Bên cạnh đó, các hệ thống trinh sát, phát hiện, gây nhiễu cho các hệ

thống tên lửa phòng không (TLPK) cũng được phát triển mạnh mẽ và gây ra

nhiều khó khăn cho việc điều khiển tên lửa trong quá trình dẫn đến mục tiêu.

pdf 198 trang dienloan 6700
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Hoàn thiện phương pháp dẫn tiếp cận tỉ lệ theo hướng bù các sai số động", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Hoàn thiện phương pháp dẫn tiếp cận tỉ lệ theo hướng bù các sai số động

Luận án Hoàn thiện phương pháp dẫn tiếp cận tỉ lệ theo hướng bù các sai số động
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
DOÃN VĂN MINH 
HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP DẪN TIẾP CẬN TỈ LỆ 
THEO HƯỚNG BÙ CÁC SAI SỐ ĐỘNG 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
Hà Nội – 2015 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ 
DOÃN VĂN MINH 
HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP DẪN TIẾP CẬN TỈ LỆ 
THEO HƯỚNG BÙ CÁC SAI SỐ ĐỘNG 
 Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và Tự động hoá 
 Mã số : 62 52 02 16 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. TS – Vũ Hỏa Tiễn 
 2. TS – Nguyễn Hữu Sơn 
Hà Nội - 2015 
 i
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, 
kết quả trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố 
trong bất kỳ công trình nào khác. 
 ii
LỜI CÁM ƠN 
Tôi xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến TS. Vũ Hỏa Tiễn, Phó Chủ nhiệm 
Khoa Kỹ thuật Điều khiển - HVKTQS và TS. Nguyễn Hữu Sơn, Phó Chủ 
nhiệm Bộ môn Tên lửa - Khoa KTĐK - HVKTQS đã tận tình chỉ bảo, hướng 
dẫn tôi hoàn thành bản luận án này. 
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy giáo của Khoa Kỹ thuật Điều khiển đã 
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. 
Tôi xin chân thành cám ơn các cán bộ Phòng Sau đại học - HVKTQS đã 
giúp đỡ tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu. 
 iii 
MỤC LỤC 
 Trang 
Lời cam đoan .................................................................................................. i 
Lời cám ơn ..................................................................................................... ii 
Mục lục ......................................................................................................... iii 
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt ............................................................ vi 
Danh mục các hình vẽ và bảng biểu .............................................................. ix 
Mở đầu ........................................................................................................... 1 
Cơ sở khoa học của bài toán nghiên cứu phương pháp dẫn ....3 
Cơ sở thực tiễn của bài toán nghiên cứu phương pháp dẫn.....3 
Phạm vi, đối tượng nghiên cứu của luận án.3 
Mục đích nghiên cứu4 
Nội dung nghiên cứu của luận án 4 
Đánh giá tính thực tiễn, tính khoa học và đóng góp mới của luận án..7 
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TỰ DẪN VÀ PHÂN 
TÍCH HẠN CHẾ CỦA PHƯƠNG PHÁP DẪN TỈ LỆ TRUYỀN THỐNG ... 9 
1.1. Bài toán điều khiển tự dẫn.........9 
1.2. Tổng quan về các phương pháp tự dẫn điển hình...12 
 1.2.1. Phương pháp dẫn thẳng.16 
 1.2.2. Phương pháp dẫn đuổi...18 
 1.2.3. Phương pháp tiệm cận song song..22 
 1.2.4. Phương pháp tiếp cận tỉ lệ.23 
1.3. Phân tích những hạn chế của phương pháp dẫn tiếp cận tỉ lệ.25 
1.3.1. Những hạn chế của phương pháp dẫn tiếp cận tỉ lệ...26 
1.3.2. Những bài toán cơ bản cần giải khi hoàn thiện phương pháp 
 dẫn tỷ lệ.30 
1.4. Kết luận chương 1...31 
 iv
Chương 2. ĐÁNH GIÁ NHỮNG ẢNH HƯỞNG CƠ BẢN ĐẾN YÊU CẦU 
TẠO QUÁ TẢI CỦA PHƯƠNG PHÁP DẪN TỶ LỆ TRUYỀN 
THỐNG...............................................................................34 
2.1. Khảo sát, đánh giá ảnh hưởng cơ động của mục tiêu đến hiệu quả 
 PPD tỉ lệ..35 
2.1.1. Mô hình mục tiêu cơ động với gia tốc không đổi..43 
2.1.2. Mô hình mục tiêu cơ động một phía..45 
2.1.3. Mô hình mục tiêu cơ động kiểu con rắn48 
2.2. Khảo sát đánh giá ảnh hưởng gia tốc dọc trục tên lửa đến hiệu 
 quả phương pháp tiếp cận tỉ lệ.............................................................50 
2.3. Khảo sát đánh giá ảnh hưởng gia tốc trọng trường đến 
 hiệu quả phương pháp tiếp cận tỉ lệ....................................................55 
2.4. Khảo sát đánh giá ảnh hưởng đồng thời sự cơ động của mục tiêu, 
 gia tốc dọc trục tên lửa và gia tốc trọng trường đến hiệu quả 
 phương pháp tiếp cận tỉ lệ..................................................................58 
2.5. Kết luận chương 2...............................................................................61 
Chương 3. HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP DẪN TIẾP CẬN TỈ LỆ 
THEO HƯỚNG BÙ CÁC SAI SỐ ĐỘNG.....................................................62 
3.1. Xây dựng phương pháp dẫn trong trường hợp mục tiêu không cơ 
động....................................................................................................62 
3.2. Xây dựng PPD tiếp cận tỉ lệ khi tính đến ảnh hưởng cơ động của 
mục tiêu..............................................................................................73 
3.3. Xây dựng PPD tiếp cận tỉ lệ khi tính đến ảnh hưởng của gia tốc dọc 
trục tên lửa..........................................................................................79 
3.4. Xây dựng PPD tiếp cận tỉ lệ khi tính đến ảnh hưởng của gia tốc trọng 
trường.................................................................................................82 
3.5. Tổng hợp luật dẫn tiếp cận tỷ lệ có bù sai số động.............................85 
3.6. Giải pháp kỹ thuật hiện thực hóa PPD mới hoàn thiện.......................86 
 v
3.6.1. Tổng hợp bộ lọc tối ưu bám sát cự li tương đối và vận tốc 
 tiếp cận..........................................................................................87 
3.6.2. Tổng hợp bộ lọc tối ưu gia tốc mục tiêu cơ động..........................93 
3.7. Kết luận chương 3.............................................................................101 
Chương 4. KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP DẪN 
TIẾP CẬN TỈ LỆ KHI TÍNH ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC SAI SỐ 
ĐỘNG...........................................................................................................102 
4.1. Khảo sát đánh giá hiệu quả PPD tiếp cận tỉ lệ trước và sau hoàn 
thiện..................................................................................................103 
4.1.1. Mục đích......................................................................................103 
4.1.2. Điều kiện tiến hành thực nghiệm.................................................103 
4.1.3. Kết quả mô phỏng........................................................................104 
4.1.3.1. Mục tiêu cơ động với gia tốc không đổi..............................104 
4.1.3.2. Mục tiêu cơ động một phía..................................................109 
4.2. Kết luận chương 4.............................................................................113 
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ..............................................................115 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ .................................. 118 
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 119 
PHỤ LỤC......................................................................................................125 
 Phụ lục 1. Các kết quả mô phỏng..............................................................126 
 Phụ lục 2. Các chương trình mô phỏng.....................................................144 
 Phụ lục 3. Tính quan sát được của các mô hình không gian trạng thái.....179 
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT 
1. Danh mục các ký hiệu. 
mD - Cự li tương đối giữa mục tiêu – tên lửa. 

mD - Vận tốc tương đối giữa mục tiêu – tên lửa. 
 - Góc nghiêng đường ngắm mục tiêu – tên lửa. 
p - Tốc độ quay góc đường ngắm. 
Vmt - Vận tốc mục tiêu. 
Vp - Vận tốc tên lửa. 
V - Vận tốc tiếp cận TL - MT 
p - Góc nghiêng quỹ đạo tên lửa. 
mt - Góc nghiêng quỹ đạo mục tiêu 
p
 - Tốc độ góc nghiêng quỹ đạo tên lửa. 
mt
 - Tốc độ góc nghiêng quỹ đạo mục tiêu. 
p - Góc nghiêng trục dọc tên lửa. 
mt - Góc nghiêng trục dọc mục tiêu. 
Wx - Thành phần gia tốc dọc trục tên lửa. 
Wmt - Thành phần gia tốc mục tiêu. 
g - Gia tốc trọng trường 
Wp
 - Thành phần gia tốc tên lửa vuông góc với đường ngắm TL – MT. 
Wx
 - Thành phần gia tốc dọc trục vuông góc với đường ngắm TL – MT. 
Wmt
 - Thành phần gia tốc mục tiêu vuông góc với đường ngắm TL – MT. 
Wp - Thành phần gia tốc pháp tuyến tên lửa. 
vii
Wmt - Thành phần gia tốc pháp tuyến mục tiêu. 
h - Độ trượt tức thời. 
 - Góc tấn công. 
 - Góc trượt. 
 - Góc hướng. 
 - Góc đón. 
 z - Tín hiệu quan sát 
x - Véc tơ trạng thái 
 u - Véc tơ tín hiệu vào tiền định 
  - Tạp trắng Gause trung tâm, không tương quan 
 F - Ma trận chuyển trạng thái trong miền thời gian liên tục 
  - Ma trận chuyển trạng thái trong miền thời gian rời rạc 
 B - Ma trận khuếch đại tín hiệu vào trong miền thời gian liên tục 
 H - Ma trận quan sát 
 xˆ - Ước lượng trạng thái của x 
 TA - Ma trận chuyển vị của ma trận A 
 K - Ma trận khuếch đại 
 D - Ma trận tương quan sai số hậu nghiệm 
2. Danh mục các chữ viết tắt. 
BĐH - Bộ định hướng 
BĐKT - Bảo đảm kỹ thuật 
CBTH - Cân bằng tín hiệu 
CNTT - Công nghệ thông tin 
CGCN - Chuyển giao công nghệ 
ĐHH - Động hình học 
ĐKTD - Điều khiển tự dẫn 
ĐK – TBB - Điều khiển thiết bị bay 
viii
ĐTD - Đầu tự dẫn 
HTĐKTL - Hệ thống điều khiển tên lửa 
HXĐTĐ - Hệ xác định toạ độ 
KHKT - Khoa học kỹ thuật 
MP - Một phía 
MT - Mục tiêu 
MTCĐ - Mục tiêu cơ động 
NLR - Nhiên liệu rắn 
PK - Phòng không 
PPD - Phương pháp dẫn 
QĐĐ - Quỹ đạo động 
QĐMT - Quỹ đạo mục tiêu 
QĐTL - Quỹ đạo tên lửa 
QTMT - Quá tải mục tiêu 
QTTL - Quá tải tên lửa 
TBB - Thiết bị bay 
TCTL - Tiếp cận tỉ lệ 
TL - Tên lửa 
TL – MT - Tên lửa – mục tiêu 
TLĐH - Tên lửa đối hải 
TLKQ - Tên lửa không quân 
TLPK - Tên lửa phòng không 
TLPKTD - Tên lửa phòng không tự dẫn 
TLTD - Tên lửa tự dẫn 
SSĐ - Sai số động 
VĐK - Vòng điều khiển 
VKTBKT - Vũ khí trang bị kỹ thuật 
ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU 
1. Danh mục các hình vẽ. 
1.1 - Động hình học tự dẫn. 
1.2 - Tương quan hình học khi tự dẫn. 
1.3 - Tương quan ĐHH xác định độ trượt tức thời. 
1.4 - Phương pháp dẫn thẳng khi: a) 0;  b) 0 
1.5 - Phương pháp dẫn thẳng khi 0 . 
1.6 - Quỹ đạo phương pháp dẫn đuổi không đón. 
1.7 - Quỹ đạo phương pháp dẫn đuổi góc đón không đổi. 
1.8 - Phương pháp dẫn tiệm cận song song. 
1.9 - QĐĐ khi:1- 0  ; 2- 0  ; 3- 0  . 
1.10 - Sơ đồ cấu trúc VĐK tự dẫn có bù sai số động theo trọng lượng 
và gia tốc dọc trục. 
2.1 - ĐHH tự dẫn giải thích sự quay đường ngắm. 
2.2 - Cấu trúc VĐK kín tự dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ. 
2.3 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các 
trường hợp mục tiêu cơ động. 
2.4 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
hợp mục tiêu cơ động. 
2.5 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các 
trường hợp mục tiêu cơ động với gia tốc không đổi. 
2.6 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
hợp mục tiêu cơ động với gia tốc không đổi. 
2.7 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các 
trường hợp mục tiêu cơ động dạng một phía. 
2.8 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
hợp mục tiêu cơ động dạng một phía. 
x
2.9 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các 
trường hợp mục tiêu cơ động dạng một phía. 
2.10 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
hợp mục tiêu cơ động dạng một phía. 
2.11 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các 
trường hợp mục tiêu cơ động dạng con rắn. 
2.12 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
hợp mục tiêu cơ động dạng con rắn 
2.13 - Động hình học tự dẫn khi tính đến tham số gia tốc dọc trục 
2.14 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các 
trường hợp gia tốc dọc trục tên lửa. 
2.15 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
gia tốc dọc trục tên lửa. 
2.16 - Động hình học tự dẫn. 
2.17 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ khi tính 
đến gia tốc trọng trường. 
2.18 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ khi tính đến 
ảnh hưởng của gia tốc trọng trường. 
2.19 - Quỹ đạo TL – MT dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ khi tính 
đến các tham số ảnh hưởng. 
2.20 - Quá tải TL dẫn theo phương pháp tiếp cận tỉ lệ với các trường 
hợp MTCĐ và gia tốc dọc trục tên lửa, gia tốc trọng trường. 
3.1 - Cấu trúc ĐHH tuyến tính trong tự dẫn. 
3.2 - Sơ đồ cấu trúc bộ tọa độ góc mục tiêu tối ưu. 
4.1 - Sơ đồ cấu trúc vòng điều khiển tự dẫn theo phương pháp tiếp 
cận tỉ lệ khi tính đến các thành phần bù. 
xi
4.2 - Quỹ đạo TL dẫn bằng PPD tiếp cận tỉ lệ trong 2 trường hợp 
không bù và có bù sai số động. 
4.3 - Quá tải TL dẫn bằng PPD tiếp cận tỉ lệ trong 2 trường hợp 
không bù và có bù sai số động. 
4.4 - Quỹ đạo TL dẫn bằng PPD tiếpcận tỉ lệ trong 2 trường hợp 
không bù và có bù sai số động. 
4.5 - Quá tải TL dẫn bằng PPD tiếp cận tỉ lệ trong 2 trường hợp 
không bù và có bù sai số động. 
2. Danh mục các bảng biểu. 
4.1 - Độ trượt tức thời TL-MT khi mục tiêu cơ động với gia tốc 1g 
4.2 - Độ trượt tức thời TL-MT khi mục tiêu cơ động với gia tốc 2g 
4.3 - Độ trượt tức thời TL-MT khi mục tiêu cơ động với gia tốc 3g 
4.4 - Độ trượt tức thời TL-MT khi mục tiêu cơ động với gia tốc 4g 
 4.5 - Độ trượt tức thời khi Wmt=1g 
 4.6 - Độ trượt tức thời khi Wmt=2g 
 4.7 - Độ trượt tức thời khi Wmt=3g 
 4.8 - Độ trượt tức thời khi Wmt=4g 
1
MỞ ĐẦU 
Dựa trên cơ sở phát triển của khoa học - công nghệ nói chung, khoa học 
– công nghệ hàng không nói riêng, hiện nay ở nhiều quốc gia đã có sự phát 
triển vượt bậc trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất vũ khí, khí tài quân sự. 
Hiện có nhiều dự án tập trung nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại phương 
tiện tập kích đường không mới với những tính năng vượt trội, như các loại 
máy bay chiến đấu thế hệ 4++, thế hệ 5 của Nga, Mỹ, Trung Quốc, đã được 
thực hiện, thử nghiệm và đạt hiệu quả cao. 
Các tính năng của phương tiện tập kích đường không được chú ý phát triển 
là khả năng cơ động, tốc độ bay và khả năng chống nhiễu tác chiến điện tử. 
Bên cạnh đó, các hệ thống trinh sát, phát hiện, gây nhiễu cho các hệ 
thống tên lửa phòng không (TLPK) cũng được phát triển mạnh mẽ và gây ra 
nhiều khó khăn cho việc điều khiển tên lửa trong quá trình dẫn đến mục tiêu. 
Để có thể tiêu diệt được các loại phương tiện tập kích đường không hiện 
đại bằng hệ thống TLPK cần phải giải quyết các vấn đề then chốt sau [26]: 
+ Cải thiện khả năng cơ động của tên lửa bằng cách ứng dụng các 
phương pháp tạo lực và mômen điều khiển mới; 
+ Tăng khả năng chống nhiễu bằng các giải pháp kỹ thuật như: sử dụng 
tự dẫn thụ động, hạn chế tối đa thời gian làm việc của đầu tự dẫn tích cực 
+ Tăng tốc độ và độ chính xác xử lý thông tin trên khoang nhờ ứng dụng 
phương tiện tính toán số tốc độ cao; 
+ Tối ưu hóa quỹ đạo bay của tên lửa bằng các phương pháp dẫn mới. 
Cùng với việc cải thiện khả năng cơ động của TLPK, các giải pháp tối ưu 
hóa quỹ đạo bay cũng góp phần đáng kể tăng hiệu quả tiêu diệt mục tiêu. Hầu 
hết các giải pháp tối ưu hóa quỹ đạo bay của TLPK đều tập trung vào hai 
hướng [26]: nghiên cứu các thuật toán dẫn mới và hoàn thiện các thuật toán 
2
đã có. 
Đối với lớp TLPK tự dẫn, các phương pháp hiện na ... o cao bay (km)') 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:LL 
 plot ((2:Ex_N(i))*T,A_T(i,2:Ex_N(i))/10,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(i))*T,AM(i,2:Ex_N(i))/10,'r') 
 text(round(Ex_N(i))*T,AM(i,round(Ex_N(i)))/10, strcat('G = ' 
,num2str((i-1)*Delta_TT/9.8),'g')) 
 %text(round(Ex_N(i))*T,A_T(i,round(Ex_N(i))/2)/10, strcat('GTMT 
= ' ,num2str((i-1)*Delta_XNC/10),'g')) 
 end 
 legend ('Qua tai MT','Qua tai TL') 
 title('Qua tai TL,MT dan theo phuong phap tiep can ti le') 
 xlabel('Thoi gian (s)') 
 ylabel('Qua tai (g)') 
 grid on 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:LL 
 plot ((2:Ex_N(i))*T,H_K(i,2:Ex_N(i))/1000,'m') 
 end 
 grid on 
 pause 
 save 'ketqua.mat', XMT, Ex_N(1), RT1(1,1:Ex_N(1)), 
RT2(1,1:Ex_N(1)), RM1(1,1:Ex_N(1)), RM2(1,1:Ex_N(1)); 
 close 
P2.6. Chương trình khảo sát PPD khi có bù các sai số động. 
clear all 
T = 0.0001; % Buoc tinh 
Thoigian = 10; % Thoi gian 
169 
XNP = 3; 
LL = 4; % so truong hop 
Delta_WD = -2*9.8; 
Delta_XNC = 9.8; 
Delta_TT = 9.8; 
Ex_N(1:LL)=Thoigian/T; % So buoc 
% Cac khai bao ban dau 
 RT1 = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 RT2 = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 A_T = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 RM1 = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 RM2 = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 A_M = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 AM = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 TRUOT = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 VM = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 Teta = zeros(LL,Ex_N(1)); 
 H_K= zeros(LL,Ex_N(1)); 
% Cac tham so muc tieu 
for i=1:LL 
 VT = 600; % Van toc muc tieu 
 Beta = 0*pi/180; % Goc nghieng quy dao ban dau cua muc tieu 
 RT1(i,2) =15000; % Toa do ban dau 
 RT2(i,2) = 10000; 
 VT1 = VT*cos(Beta); 
 VT2 = VT*sin(Beta); 
% Cac tham so ten lua 
 VM(i,2) = 1200; % Van toc te lua 
 RM1(i,2) = 0; % Toa do ban dau 
 RM2(i,2) = 9000; 
 A_M(i,2)=0; 
170 
 % Goc nghieng quy dao ban dau cua ten lua 
 RTM1 = RT1(i,2) - RM1(i,2); 
 RTM2 = RT2(i,2) - RM2(i,2); 
 Lamda = atan2(RTM2,RTM1); 
 L = asin(VT*sin(Beta + Lamda)/VM(i,2)); 
 HE = -10*pi/180; 
 VM1 = VM(i,2)*cos(L+HE+Lamda); 
 VM2 = VM(i,2)*sin(L+HE+Lamda); 
 Teta(i,2) = L+HE+Lamda; 
% Cac tham so co dong cua muc tieu 
 T_CD = 0; % Thoi gian bat dau co dong 
 T_0CD = 8; % Thoi gian ket thuc co dong 
 anfa_cd =1; % Tan so co dong 
 J_M = 10; % Cuong do co dong 
 WD =(i-1)*Delta_WD; 
 XMT =(i-1)*Delta_XNC; 
 TT =(i-1)*Delta_TT; 
 Tau = 0.3; 
 Si = 0.6; 
 VTM1 = VT1 - VM1; 
 VTM2 = VT2 - VM2; 
 RTM = sqrt(RTM1^2+RTM2^2); 
 VC = -(RTM1*VTM1 + RTM2*VTM2)/RTM; 
 k= 3; 
 t = 0; 
 TRUOT(i,1)= RTM; 
 % AM = 0; 
 while ~((VC=Thoigian)) 
 t = k*T; 
 % Tinh gia toc phap tuyen cua muc tieu 
 if t<T_CD 
 u = 0; 
171 
 elseif t<T_0CD 
 u = anfa_cd*J_M; 
 else 
 u=0; 
 end 
% XMT = (1-anfa_cd*T)*XMT + T*u; 
% XMT = J_M*sin(2*pi*0.1*t); 
 %XMT = u/anfa_cd; 
 A_T(i,k)= XMT; 
 RTM1 = RT1(i,k-1) - RM1(i,k-1); 
 RTM2 = RT2(i,k-1) - RM2(i,k-1); 
 Lamda = atan2(RTM2,RTM1); 
 VTM1 = VT1 - VM1; 
 VTM2 = VT2 - VM2; 
 % pause 
 RTM = sqrt(RTM1^2 + RTM2^2); 
 LAMDAD = (RTM1*VTM2 - RTM2*VTM1)/(RTM*RTM); 
 VC = -(RTM1*VTM1 + RTM2*VTM2)/RTM; 
 XNC = XNP*(VC*LAMDAD+1/2*XMT*cos(Beta+Lamda)-
1/2*WD*sin(Teta(i,k-1)-Lamda)+1/2*TT*cos(Lamda)); 
 H = (RTM*RTM*LAMDAD)/VC; 
 A_M(i,k) = XNC; 
 AM(i,k) = 1/(T*T + 2*Si*T*Tau + Tau*Tau) * 
((2*Tau*Tau+2*Si*T*Tau)*AM(i,k-1) - Tau*Tau*AM(i,k-2)+ T*T*XNC); 
 VM(i,k) = VM(i,k-1)+T*(WD-TT*sin(Teta(i,k-1))); 
 Teta(i,k) = Teta(i,k-1) + T*(A_M(i,k)-TT*cos(Teta(i,k-1)))/VM(i,k); 
 %AM1 = - AM(k)*sin(Lamda); 
 %AM2 = AM(k)*cos(Lamda); 
 % Tinh goc nghieng quy dao muc tieu 
 BetaD = XMT/VT; 
 Beta = Beta + T*BetaD; 
 VT1 = - VT*cos(Beta); 
 VT2 = VT*sin(Beta); 
172 
 VM1 = VM(i,k)*cos(Teta(i,k)); 
 VM2 = VM(i,k)*sin(Teta(i,k)); 
 %VM1 = VM1 + T*AM1; 
 %VM2 = VM2 + T*AM2; 
 RT1(i,k) = RT1(i,k-1)+ T*VT1; 
 RT2(i,k) = RT2(i,k-1)+T*VT2; 
 RM1(i,k) = RM1(i,k-1)+T*VM1; 
 RM2(i,k) = RM2(i,k-1)+T*VM2; 
 TRUOT(i,k)=RTM; 
 H_K(i,k) = H; 
 k = k+1; 
 end 
 Ex_N(i) = k-10; 
 end 
 for i=1:LL 
 % H = H_K(i,k) 
 A_M(i,2)=A_M(i,3); 
 A_T(i,2)=A_T(i,3); 
 end 
 hold off 
 for i=1:LL 
 plot (RT1(i,2:Ex_N(i))/1000,RT2(i,2:Ex_N(i))/1000,'g') 
 text(RT1(i,round(Ex_N(i)))/1000,RT2(i,round(Ex_N(i)))/1000, 
strcat('GTDT = ' ,num2str((i-1)*Delta_WD/9.8),'g')) 
 text(RT1(i,round(Ex_N(i)/2))/1000,RT2(i,round(Ex_N(i)/2))/1000, 
strcat('GTMT = ' ,num2str((i-1)*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 % plot (RT1(2)/1000,RT2(2)/1000,'go') 
 plot (RM1(i,2:Ex_N(i))/1000,RM2(i,2:Ex_N(i))/1000,'r') 
 end 
 legend ('Quy dao MT','Quy dao TL') 
 title('Quy dao TL-MT theo phuong phap tiep can ti le') 
 xlabel('Cu li ngang (km)') 
 ylabel('Do cao bay (km)') 
173 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:LL 
 plot ((2:Ex_N(i))*T,A_T(i,2:Ex_N(i))/9.8,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(i))*T,AM(i,2:Ex_N(i))/9.8,'r') 
 text(round(Ex_N(i))*T,AM(i,round(Ex_N(i)))/9.8, strcat('GTDT = ' 
,num2str((i-1)*Delta_WD/9.8),'g')) 
 text(round(Ex_N(i))*T,A_T(i,round(Ex_N(i)/2))/9.8, strcat('GTMT = ' 
,num2str((i-1)*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 end 
 legend ('Qua tai MT','Qua tai TL') 
 title('Qua tai TL-MT dan theo phuong phap tiep can ti le') 
 xlabel('Thoi gian (s)') 
 ylabel('Qua tai (g)') 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:LL 
 plot ((2:Ex_N(i))*T,H_K(i,2:Ex_N(i))/1000,'m') 
 end 
 grid on 
 pause 
 save 'ketqua1.mat', XMT, Ex_N(1), RT1(1,1:Ex_N(1)), 
RT2(1,1:Ex_N(1)), RM1(1,1:Ex_N(1)), RM2(1,1:Ex_N(1)); 
 close 
P2.7. Chương trình vẽ đồ thị so sánh quỹ đạo, quá tải giữa PPD tiếp cận 
tỉ lệ và PPD có tính đến các sai số động. 
% Đồ thị 1 
clear all 
 hold off 
 for i=1:2 
 switch i 
 case 1 
174 
 load ketqua.mat 
 plot (RT1(2,2:Ex_N(2))/1000,RT2(2,2:Ex_N(2))/1000,'g') 
text(RM1(2,round(Ex_N(2)/2))/1000,RM2(2,round(Ex_N(2)/2))/1000, 
strcat('Chua bu voi GTMT = ' ,num2str(1*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 plot (RM1(2,2:Ex_N(2))/1000,RM2(2,2:Ex_N(2))/1000,'r') 
 case 2 
 load ketqua1.mat 
 plot (RT1(2,2:Ex_N(2))/1000,RT2(2,2:Ex_N(2))/1000,'g') 
text(RM1(2,round(Ex_N(2)/2))/1000,RM2(2,round(Ex_N(2)/2))/1000, 
strcat('Bu voi GTMT = ' ,num2str(1*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 plot (RM1(2,2:Ex_N(2))/1000,RM2(2,2:Ex_N(2))/1000,'b') 
 end 
 end 
 legend ('QDMT','QDTL') 
 title('Quy dao muc tieu - ten lua') 
 xlabel('Cu li ngang (km)') 
 ylabel('Do cao bay (km)') 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:2 
 switch i 
 case 1 
 load ketqua.mat 
 plot ((2:Ex_N(2))*T,A_T(2,2:Ex_N(2))/9.8,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(2))*T,AM(2,2:Ex_N(2))/9.8,'r') 
 text(round(Ex_N(2)/2)*T,AM(2,round(Ex_N(2)/2))/10, strcat('0 - 
= ' ,num2str(1*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 case 2 
 load ketqua1.mat 
 plot ((2:Ex_N(2))*T,A_T(2,2:Ex_N(2))/9.8,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(2))*T,AM(2,2:Ex_N(2))/9.8,'b') 
175 
 text(round(Ex_N(2))*T,AM(2,round(Ex_N(2)))/9.8, strcat('1 - ' 
,num2str(1*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 end 
 end 
 legend ('Qua tai MT','Qua tai TL') 
 title('Qua tai TL,MT') 
 xlabel('Thoi gian (s)') 
 ylabel('Qua tai (g)') 
 grid on 
 pause 
 close 
 % Đồ thị 2 
 clear all 
 hold off 
 for i=1:2 
 switch i 
 case 1 
 load ketqua.mat 
 plot (RT1(3,2:Ex_N(3))/1000,RT2(3,2:Ex_N(3))/1000,'g') 
text(RM1(3,round(Ex_N(3)/2))/1000,RM2(3,round(Ex_N(3)/2))/1000, 
strcat('Chua bu voi GTMT = ' ,num2str(2*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 plot (RM1(3,2:Ex_N(3))/1000,RM2(3,2:Ex_N(3))/1000,'r') 
 case 2 
 load ketqua1.mat 
 plot (RT1(3,2:Ex_N(3))/1000,RT2(3,2:Ex_N(3))/1000,'g') 
text(RM1(3,round(Ex_N(3)/2))/1000,RM2(3,round(Ex_N(3)/2))/1000, 
strcat('Bu voi GTMT = ' ,num2str(2*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 plot (RM1(3,2:Ex_N(3))/1000,RM2(3,2:Ex_N(3))/1000,'b') 
 end 
 end 
176 
 legend ('QDMT','QDTL') 
 title('Quy dao muc tieu - ten lua') 
 xlabel('Cu li ngang (km)') 
 ylabel('Do cao bay (km)') 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:2 
 switch i 
 case 1 
 load ketqua.mat 
 plot ((2:Ex_N(3))*T,A_T(3,2:Ex_N(3))/9.8,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(3))*T,AM(3,2:Ex_N(3))/9.8,'r') 
 text(round(Ex_N(3)/2)*T,AM(3,round(Ex_N(3)/2))/9.8, strcat('0 - 
= ' ,num2str(2*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 case 2 
 load ketqua1.mat 
 plot ((2:Ex_N(3))*T,A_T(3,2:Ex_N(3))/9.8,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(3))*T,AM(3,2:Ex_N(3))/9.8,'b') 
 text(round(Ex_N(3))*T,AM(3,round(Ex_N(3)))/9.8, strcat('1 - ' 
,num2str(2*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 end 
 end 
 legend ('Qua tai MT','Qua tai TL') 
 title('Qua tai TL,MT') 
 xlabel('Thoi gian (s)') 
 ylabel('Qua tai (g)') 
 grid on 
 pause 
 close 
% Đồ thị 3 
clear all 
 hold off 
 for i=1:2 
 switch i 
177 
 case 1 
 load ketqua.mat 
 plot (RT1(4,2:Ex_N(4))/1000,RT2(4,2:Ex_N(4))/1000,'g') 
text(RM1(4,round(Ex_N(4)/2))/1000,RM2(4,round(Ex_N(4)/2))/1000, 
strcat('Chua bu voi GTMT = ' ,num2str(3*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 plot (RM1(4,2:Ex_N(4))/1000,RM2(4,2:Ex_N(4))/1000,'r') 
 case 2 
 load ketqua1.mat 
 plot (RT1(4,2:Ex_N(4))/1000,RT2(4,2:Ex_N(4))/1000,'g') 
text(RM1(4,round(Ex_N(4)/2))/1000,RM2(4,round(Ex_N(4)/2))/1000, 
strcat('Bu voi GTMT = ' ,num2str(3*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 hold on 
 plot (RM1(4,2:Ex_N(4))/1000,RM2(4,2:Ex_N(4))/1000,'b') 
 end 
 end 
 legend ('QDMT','QDTL') 
 title('Quy dao muc tieu - ten lua') 
 xlabel('Cu li ngang (km)') 
 ylabel('Do cao bay (km)') 
 grid on 
 pause 
 hold off 
 for i=1:2 
 switch i 
 case 1 
 load ketqua.mat 
 plot ((2:Ex_N(4))*T,A_T(4,2:Ex_N(4))/9.8,'g') 
 hold on 
 plot ((2:Ex_N(4))*T,AM(4,2:Ex_N(4))/9.8,'r') 
 text(round(Ex_N(4)/2)*T,AM(4,round(Ex_N(4)/2))/9.8, strcat('0 - 
= ' ,num2str(3*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 case 2 
 load ketqua1.mat 
 plot ((2:Ex_N(4))*T,A_T(4,2:Ex_N(4))/9.8,'g') 
 hold on 
178 
 plot ((2:Ex_N(4))*T,AM(4,2:Ex_N(4))/9.8,'b') 
 text(round(Ex_N(4))*T,AM(4,round(Ex_N(4)))/9.8, strcat('1 - ' 
,num2str(3*Delta_XNC/9.8),'g')) 
 end 
 end 
 legend ('Qua tai MT','Qua tai TL') 
 title('Qua tai TL,MT') 
 xlabel('Thoi gian (s)') 
 ylabel('Qua tai (g)') 
 grid on 
 pause 
 close 
179 
PHỤ LỤC 3 
TÍNH QUAN SÁT ĐƯỢC 
CỦA CÁC MÔ HÌNH KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI 
P3.1. Chứng minh tính quan sát được của mô hình không gian trạng thái 
hệ xác định toạ độ góc mục tiêu. 
Các phương trình không gian trạng thái và các phương trình quan sát 
(3.146), (3.167), (3.168), (3.170), (3.171) có thể được viết lại dưới dạng 
(P3.1), (P3.2), trong đó không tính tới tác động của nhiễu quá trình, tín hiệu 
điều khiển u và nhiễu kênh quan sát. 
W
W
p
p
p
a
mt
a














=
1 1
1
2
3
4
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
m mD D
x
W
W
p
p
p
a
mt
a






 (P3.1) 
4
3
2
1
z
z
z
z
=
W
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
p
p
a
K K K
K
K
K

x
W
W
p
p
p
a
mt
a






 (P3.2) 
trong đó, 
1
2

m
m
D
D
 ; 2 Wmt ; 
3 p
 ; 
T
1
4 ; 
180 
Đặt, 
1 1
1
2
3
4
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
  
m mD D
W
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
p
p
a
K K K
K
H
K
K

Cần tìm rank(O) , trong đó ma trận O có dạng: 
 TTTTTTTTT HHHHHHHHO )()()()()()()( 765432  
Ta có, 
1 1
1
3
42
21 1
1 1 1 2
2
2
2
3
2
4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 ( ) 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
 
m m
m m
D D
D D
181 
21 1
1 1 1 2
2
3
2
3 4
2 3 21 1 1
1 1 1 1 2 2
3
2
3
3
3
4
0 0 0 ( ) 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 ( ) 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
 
m
m m
D D
D D D
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
p
a
K K K
Hx
K
K

  
1 1
1 3 4
2
3
4
0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
p
a
D DK K K K K
Hx
K
K

  
2 2 21 1
1 1 1 2 3 4
3
2
3
2
4
0 0 0 ( )
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
p
a
D DK K K K K
Hx
K
K

 
Nhận được: 
182 
W
1 1
1 3 4
3
4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
... ... ... .. ... ... ... ...
...
...
...
p
p
a
p
a
m
p
a
D D
K K K
K
K
K
K K K
K
K
O
K K K K K
K
K



Xét ma trận 1O được tạo ra từ các hàng 51 , 97  của ma trận O, định 
thức của 1O được xác định bởi: 
W
1
1 1
1 3 4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
det( ) det
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0
p
p
a
p
a
mD D
K K K
K
K
K
O
K K K
K
K
K K K K K


Để tìm định thức của ma trận 1O , biến đổi ma trận 1O về dạng ma trận 
tam giác trên, nhận được: 
183 
W
1
1
3 1 4 1
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
det( ) det
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 ( ) ( )
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
p
p
a
m
p
a
D
K K K
K
K
K
O
K K K
K K K
K
K


)det( 1O bằng tích các phần tử trên đường chéo chính nên 0)det( 1 O , vậy 
rank(O) 8 , hệ thống là hệ quan sát được hoàn toàn. 
P3.2. Chứng minh tính quan sát được các hệ con. 
P3.2.1. Các phương trình đánh giá toạ độ góc đường ngắm 
Mô hình không gian trạng thái (3.146) được viết lại dưới dạng (P3.3), 
(P3.4), trong đó không tính tới tác động của nhiễu quá trình, tín hiệu Wˆp và 
nhiễu kênh quan sát: 
ˆ2 1
ˆ ˆ
W
0 1 0
0
W W0 0




m
m m
mt
D
D D
mt mt
 
 
 (P3.3) 
 1 0 0
Wmt
z K

 
 (P3.4) 
Đặt, 
ˆ2 1
ˆ ˆ
W
0 1 0
0
0 0
 

m
m m
mt
D
D D
,  00 KH 
Ta có, 
184 
ˆ2 1
ˆ ˆ
2ˆ ˆ2 22 1
ˆ ˆ ˆ W
2
W
0
0
0 0
  

 
m
m m
m m
mtm m m
mt
D
D D
D D
D D D
 00  KH 
ˆ22 1
ˆ ˆ0 
  

m
m m
D
D D
H K K 
2 ˆ2 1
ˆ ˆ
0 0
0 0
0
  
  

m
m m
D
D D
H K
O H K
H K K
Nhận thấy, 0)det( O , nên rank(O) 3 , hệ (3.146) quan sát được hoàn 
toàn. 
P3.2.2. Các phương trình đánh giá gia tốc pháp tuyến 
Mô hình không gian trạng thái (3.167), (3.168) dễ dàng nhận thấy là 
quan sát được do W 0pK . 
P3.2.3. Các phương trình đánh giá toạ độ góc trục dọc 
Mô hình không gian trạng thái (3.170), (3.171) được viết lại dưới dạng 
(P3.5), (P3.6), trong đó không tính tới tác động của nhiễu quá trình và nhiễu 
kênh quan sát: 
0 1
0
p pp
pp
 

 


; (P3.5) 
3 0p
p
p
z K



 (P3.6) 
Đặt 
0 1
0
p
 
; 0
p
H K 
; 
0
0 1
p
KH
O
H
 
  
185 
Dễ dàng nhận thấy rank(O) 2 , nên hệ (3.170), (3.171) quan sát được 
hoàn toàn. 
P3.2.4. Các phương trình đánh giá toạ độ góc an ten 
Mô hình không gian trạng thái (3.174), (3.175) được viết lại dưới dạng 
(P3.7), (P3.8), trong đó không tính tới tác động của nhiễu quá trình, tín hiệu 
điều khiển u và nhiễu kênh quan sát: 
a
a
a
a
T


1
0
10


 (P3.7) 
  
a
a
a
Kz

 04 (P3.8) 
Biểu thức (P3.7), (P3.8) tương tự (P3.5), (P3.6), vậy hệ (3.174), (3.175) 
quan sát được hoàn toàn. 

File đính kèm:

  • pdfluan_an_hoan_thien_phuong_phap_dan_tiep_can_ti_le_theo_huong.pdf