Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tổng hợp hệ thống tự động bám sát mục tiêu cho đài quan sát trên phương tiện cơ động

Mục đích nghiên cứu của luận án là tổng hợp thuật toán điều khiển truyền động hệ cơ điện quay/quét bậc tự do được gắn camera quan sát và 2 máy đo xa la-de, đặt trên phương tiện cơ giới quân sự nhằm ổn định đường ngắm, bám sát mục tiêu phục vụ trực tiếp cho hệ điều khiển hỏa lực tích hợp trên xe cơ động trong chiến đấu; định vị mục tiêu trong hệ tọa độ cố định mặt đất, hỗ trợ cung cấp phần tử bắn cho trận địa hỏa lực PPK.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tổng hợp hệ thống tự động bám sát mục tiêu cho đài quan sát trên phương tiện cơ độngBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ Vũ Quốc HuyNGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÁM SÁT MỤC TIÊU CHO ĐÀI QUAN SÁT TRÊN PHƯƠNG TIỆN CƠ ĐỘNG 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 - 2017Công trình được hoàn thành tại: VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰNgười hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS Nguyễn Quang Hùng 2. PGS. TS Nguyễn VũPhản biện 1: GS.TS. Lê Hùng LânPhản biện 2: PGS.TS. Phạm Trung DũngPhản biện 3: PGS. TS Nguyễn Văn Liễn Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Hà Nội. Vào hồi ... giờ ... ngày ... tháng ... năm ...Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện quốc gia Việt Nam- Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Đài quan sát cơ động được hiểu là đài quan sát (ĐQS) có thể di chuyểnđược trong quá trình tác chiến. Đây là một hệ thống bao gồm một cơ hệquay/quét [15], [21], [29] có 2 khớp quay trên một bệ gắn liền phương tiệnchuyển động để quan sát mục tiêu bằng camera và đo cự ly từ ĐQS đếnmục tiêu bằng máy đo xa la-de. Cơ cấu chấp hành (CCCH) của cơ hệ là cácđộng cơ điện. Việc đưa ĐQS lên phương tiện cơ động trước hết để phục vụcho chính hệ điều khiển hỏa lực tích hợp trên xe (Hình 0.1); ngoài ra nó cònmang ý nghĩa chiến thuật khác như giảm thời gian triển khai trận địa vàtăng cường khả năng cơ động cho khí tài để tránh bị tiêu diệt. Chuyển động của phương tiện sẽ làm cho ĐQS bị lắc, làm đổi hướng vàcó thể gây mất đường ngắm đột ngột. Hệ bám sát mục tiêu quan tâm củaluận án có cấu trúc của một hệ ổn định đường ngắm trực tiếp. Những yêucầu của chiến tranh công nghệ cao cho thấy tính phức tạp và tính cấp thiếtcủa bài toán điều khiển bám sát mục tiêu cho các ĐQS cơ động mà chỉ dựatrên cơ sở lý thuyết điều khiển hiện đại mới giải quyết được. Đây là chủ đềmang tính đặc thù quân sự, chưa thấy có tài liệu nào công bố trong nước đềcập, đồng thời nguồn tài liệu ngoài nước rất hạn chế, không tiếp cận được. Hình 0.1: Sơ đồ nguyên lý hệ bám mục tiêu trên phương tiện cơ động2. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của luận án là tổng hợp thuật toán điều khiểntruyền động hệ cơ điện quay/quét 2 bậc tự do được gắn camera quan sát và 2máy đo xa la-de, đặt trên phương tiện cơ giới quân sự nhằm ổn định đườngngắm, bám sát mục tiêu phục vụ trực tiếp cho hệ điều khiển hỏa lực tíchhợp trên xe cơ động trong chiến đấu; định vị mục tiêu trong hệ tọa độ cốđịnh mặt đất, hỗ trợ cung cấp phần tử bắn cho trận địa hỏa lực PPK.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bám của ĐQS cơ động chịu tác độngcủa sự rung lắc và chuyển hướng của phương tiện. Cấu trúc vật lý của ĐQSgồm có một cơ hệ quay/quét (phương vị/tà) gắn liền phương tiện; các thiếtbị quang điện tử (camera quan sát, máy đo xa la-de) được gắn lên khối tà;CCCH sử dụng là khối điều khiển chuyển động hợp bộ (động cơ đồng bộkích thích vĩnh cửu PMSM gắn kèm hộp giảm tốc, bộ khuếch đại công suấtphù hợp với động cơ PMSM). Hệ truyền động điện đồng thời làm nhiệm vụbắt bám và bù trừ rung lắc. Phạm vi nghiên cứu: Bài toán ổn định đường ngắm trực tiếp và bám sátmục tiêu được quan tâm chủ yếu; bài toán định vị mục tiêu trong hệ tọa độcố định mặt đất chỉ là phép tính toán dựa trên các phép quay tọa độ. Luậnán không quan tâm các thuật toán xử lý ảnh và coi hệ bám ảnh luôn đưa rađược sai lệch tâm ảnh. Sai lệch từ hệ quang ảnh sẽ được sử dụng làm cơ sởphản hồi thông tin về mục tiêu.4. Nội dung nghiên cứu- Nghiên cứu kỹ thuật điều khiển truyền thống và hiện đại; các đặc điểmcủa CCCH được sử dụng làm hệ truyền động điện cho ĐQS.- Xây dựng mô hình toán của ĐQS cơ động theo các khối bao gồm cơ hệquay/quét, khối CCCH, khối tính toán sai lệch góc bám và xử lý số liệu đầuvào cho hệ điều khiển bám góc của ĐQS có tính đến các tham số chuyểnđộng của phương tiện.- Nghiên cứu ứng dụng một bộ điều khiển PID truyền thống theo tiêu chuẩnbền vững để làm cơ sở so sánh, đối chứng.- Nghiên cứu phát triển luật điều khiển hiện đại có đặc tính tác động nhanhvà bền vững với nhiễu, thích nghi với sự biến đổi của tham số dựa trên lýthuyết ổn định Lyapunov, hệ thống cấu trúc biến đổi và lô-gic mờ.- Thiết lập mô phỏng và hướng đến xây dựng mô-đun phần mềm ứng dụngcài đặt trên máy tính nhúng tích hợp trong tổ hợp phòng không tầm thấpnhằm đánh giá khả năng áp dụng của thuật toán đề xuất.5. Phương pháp nghiên cứu- Luận án sử dụng phương pháp giải tích, hình ...