Xây dựng thuật toán tự tổ chức lựa chọn mô hình trong xử lý kết hợp tín hiệu đo cao

Bài viết đề xuất sử dụng thuật toán tự tổ chức xây dựng các mô hình ngoại suy từ các tập dữ liệu trước đó của từng bộ đo cao kết hợp tương ứng, đánh giá lựa chọn ra mô hình phù hợp nhất trong các mô hình ngoại suy đã xây dựng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng thuật toán tự tổ chức lựa chọn mô hình trong xử lý kết hợp tín hiệu đo cao Nghiên cứu khoa học công nghệ XÂY DỰNG THUẬT TOÁN TỰ TỔ CHỨC LỰA CHỌN MÔ HÌNH TRONG XỬ LÝ KẾT HỢP TÍN HIỆU ĐO CAO Phạm Đức Thỏa1*, Tô Bá Thành2, Nguyễn Quang Vịnh1, Bùi Minh Tuấn3 Tóm tắt: Trong các kết quả nghiên cứu trước đây về xử lý kết hợp tín hiệu đo cao ứng dụng bộ lọc Kalman, cho ta kết quả tốt về nâng cao chất lượng phép đo cao [2],[3],[6]. Tuy nhiên, trong khoảng thời gian nào đó khi điều kiện bay thay đổi thì bộ lọc Kalman không thể đáp ứng được. Để giải quyết bài toán này, nhóm tác giả đề xuất sử dụng thuật toán tự tổ chức xây dựng các mô hình ngoại suy từ các tập dữ liệu trước đó của từng bộ đo cao kết hợp tương ứng, đánh giá lựa chọn ra mô hình phù hợp nhất trong các mô hình ngoại suy đã xây dựng. Kết quả nhận được sau khi kiểm chứng đánh giá bằng mô phỏng trên máy tính đã minh chứng tính đúng đắn của thuật toán đề ra. Từ khóa: Thuật toán tự tổ chức; Đo cao kết hợp; Bộ lọc Kalman. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Chất lượng phép đo cao trong quá trình bay của tên lửa hành trình đang được nghiên cứu và phát triển do tồn tại sai số tích lũy lớn trên kênh cao hệ thống dẫn đường quán tính, trong điều kiện tên lửa bay ở dải độ cao thấp và thời gian bay dài. Thực tế, tham số độ cao được đo từ rất nhiều bộ đo cao khác nhau và chưa có công trình nào trong nước đề cập đến vấn đề tối ưu về cấu trúc trong tổ hợp đo cao (THĐC), các nghiên cứu chỉ đạt được mục đích nâng cao chất lượng phép đo nhờ xử lý kết hợp tín hiệu [1], [2], [3]. Các công trình nghiên cứu trên thế giới liên quan vấn đề này rất hạn chế và chưa tường minh thuật toán, như trong [7], [8] ứng dụng thuật toán gen giải quyết cho kênh ngang của hệ thống dẫn đường quán tính. Vấn đề tối ưu cấu trúc trong THĐC có nhiều bộ đo cao kết hợp được giải quyết trong bài báo, trên cơ sở kết quả đánh giá mức độ quan sát của các biến trạng thái nhờ tiêu chuẩn đánh giá về lượng mức độ quan sát được để lựa chọn ra cấu trúc của mô hình đo kết hợp phù hợp nhất đưa vào xử lý tín hiệu, ứng dụng thuật toán tự tổ chức xây dựng và lựa chọn mô hình ngoại suy nhằm nâng cao độ chính xác của phép đo cao kết hợp sử dụng bộ lọc Kalman trong khoảng thời gian làm việc không hiệu quả. Đảm bảo chất lượng xử lý kết hợp tín hiệu đo cao trên toàn dải thời gian làm việc của THĐC. Tiến hành mô phỏng kiểm chứng thuật toán đã xây dựng trong tổ hợp xử lý tín hiệu đo cao. 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGOẠI SUY TRONG TỔ HỢP ĐO CAO SỬ DỤNG THUẬT TOÁN TỰ TỔ CHỨC 2.1. Tối ưu cấu trúc trong tổ hợp đo cao 2.1.1. Tổ hợp đo cao xây dựng và lựa chọn mô hình ngoại suy Một tổ hợp đo cao hiện đại ứng dụng thuật toán xây dựng và lựa chọn mô hình ngoại suy, trong đó bộ đo cơ sở là kênh cao của hệ dẫn đường quán tính, kết hợp với các bộ đo cao bên ngoài tạo thành các mô hình đo cao kết hợp (hình 1). Quá trình làm việc của bộ lọc Kalman, cần phải biết khả năng quan sát một cách hiệu quả của véc tơ trạng thái, đó là đánh giá mức độ quan sát được của biến trạng thái được В.Н. Афанасьев и К.А. Неусыпин khởi thảo là: tỷ số phương sai của phần tử bất kỳ của véc tơ trạng thái và phương sai của véc tơ trạng thái được đo trực tiếp Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san TĐH, 04 - 2019 269  Đo lường lường & Tin h học ọc có tính ttới ới ph phương ương sai ccủa ủa tạp đo. Hình 11.. Sơ đồ đồ tổ hợp đo cao sử dụng thuật toán xây d dựng ựng mô hình ngoại ngoại suy: H - thông tin đđộ ộ cao thực tế cần đo; xk - véc tơ sai ssố ố bộ ĐCQT; xˆ k - vécc tơ sai số số ước ớc lư lượng ợng bộ ĐCQT; D llà à đánh giá mmức ức độ quan sát đđược ợc của véc ttơ ơ tr trạng ạng thái; KM KM- BBộộ lọc Kalman; BĐCCS BĐCCS- B Bộ ộ đo cao ccơ ơ sở; sở; BĐC BĐC-ii (i = 1,2,3…N)- 1,2,3…N) bbộ ộ đo cao bổ trợ thứ i. MHNS MHNS- Thu ật toán xây dự Thuật dựng ng mô hình ngongoại ại suy. Tiêu chuẩn chuẩn mức độ quan sát đđược ợc thể hiện bằng ph phương ương tr trình ...