Tên luận án:
XÂY DỰNG BỘ ỔN ĐỊNH VÀ THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN BÁM QUỸ ĐẠO CHO UAV CÁNH BẰNG
Ngành:
Kỹ thuật điều khiển và tự động hoá
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tập trung nghiên cứu xây dựng hệ thống lái tự động (bộ điều khiển tổng hợp) cho UAV cánh bằng nhằm thực hiện các nhiệm vụ chiến đấu của quân đội, đặc biệt là hoán cải các máy bay cũ thành UAV cảm tử tấn công mục tiêu di động trên biển. Mục tiêu này được giải quyết thông qua việc xây dựng bộ điều khiển ổn định và thuật toán điều khiển bám quỹ đạo.
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Xây dựng mô hình động học phi tuyến đầy đủ và mô hình rút gọn cho UAV cánh bằng, sử dụng bộ tham số của máy bay MiG-21, và phát triển chương trình mô phỏng trên Matlab-Simulink để tạo thành hệ thống mô phỏng bay cho UAV.
- Tổng hợp bộ ổn định cho UAV, thực hiện điều khiển bám góc nghiêng quỹ đạo (kênh dọc) và góc nghiêng của UAV (kênh ngang) dựa trên thuật toán Backstepping. Bộ ổn định này đóng vai trò điều khiển vòng trong, đảm bảo chất lượng điều khiển tốt và khả năng ổn định cao trước sự thay đổi tham số mô hình.
- Xây dựng bộ điều khiển dẫn đường bám quỹ đạo hỗn hợp để UAV thực hiện các giai đoạn bay: hành trình, công kích mục tiêu di động trên biển và hạ cánh. Cụ thể, luận án đã phát triển luật dẫn bám quỹ đạo hành trình trong không gian 3D (sử dụng phương pháp bám theo điểm đích ảo VTP), luật dẫn công kích mục tiêu di động trên biển, và phương pháp dẫn tự động hạ cánh với quỹ đạo hai đường cong nối tiếp.
- Mô phỏng và kiểm chứng các thuật toán điều khiển được xây dựng, cho thấy khả năng ứng dụng của thuật toán Backstepping trong việc điều khiển UAV bám theo quỹ đạo hỗn hợp, ngay cả khi các tham số động học thay đổi.
Các kết quả nghiên cứu góp phần hiện thực hóa ý tưởng biến máy bay có người lái thành UCAV, nâng cao khả năng chiến đấu và mở ra hướng mới cho nghệ thuật quân sự. Hệ thống mô phỏng bay cũng là nền tảng để khảo sát, kiểm chứng các thuật toán điều khiển khác.