Tóm tắt Luận án Tổng hợp hệ thống điều khiển cho thiết bị bay có tốc độ thay đổi

iến cho lớp TBB sử dụng trong quân sự để tiến 
công các mục tiêu trên biển hoặc trên không. Hệ thống này gồm tổ hợp các 
thiết bị phức tạp đặt trên khoang TBB. Việc nghiên cứu các thành phần 
trong hệ thống đã được nhiều công trình trong và ngoài nước đề cập, tuy 
nhiên vấn đề xây dựng luật điều khiển cho lớp thiết bị bay có tốc độ thay đổi 
chưa có công trình nào đã phổ biến ở Việt Nam đề cập một cách tường minh. 
6 
2. Luật dẫn TBB trong giai đoạn tự dẫn được các công trình nghiên 
cứu trong nước đề xuất trên cơ sở bài toán điều khiển tối ưu, nhưng phương 
pháp giải quyết bài toán chưa triệt để với các yếu tố tác động như gia tốc 
MT, gia tốc dọc trục TBB và gia tốc trọng trường. 
3. Các bài toán đặt ra nhằm mục đích giải quyết các vấn đề còn tồn tại 
mà các công trình nghiên cứu trước đây chưa đề cập đến như đã nêu ở trên. 
Các vấn đề này sẽ được thực hiện trong các chương tiếp theo của luận án. 
Chương 2 
XÂY DỰNG THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH GIA TỐC 
 PHÁP TUYẾN TỐI ƯU CHO MỘT LỚP THIẾT BỊ BAY TRONG 
GIAI ĐOẠN TỰ DẪN THEO THÔNG TIN VỀ TỐC ĐỘ QUAY 
ĐƯỜNG NGẮM 
2.1. Mô hình động học tự dẫn thiết bị bay 
Xét một lớp TBB trong giai đoạn tự dẫn thực hiện tiến công MT. Giả 
sử tại thời điểm bắt đầu tự dẫn TBB đã thực hiện quay về hướng tới điểm 
gặp MT và chuyển động của TBB được hạn chế với độ lệch nhỏ theo 
hướng đến điểm gặp. Tương quan hình học giữa TBB và MT trong giai 
đoạn tự dẫn được thể hiện trên hình 2.1. 
Hình 2.1. Tương quan hình học giữa TBB và MT trong giai đoạn tự dẫn 
2.1.1. Mô hình động học tự dẫn thiết bị bay trong mặt phẳng ngang 
Qua các phép biến đổi và đặt biến trạng thái ta có mô hình ĐHH tự dẫn 
TBB trong mặt phẳng ngang (kênh ngang) dưới dạng không gian trạng thái: 
 n n n n nn nx A x B u C   (2.11) 
Trong đó:  
T
n nnx    ; n tnu =W
 ; n mn xnW W
  
7 
0 1
2
0
n t
A V
d
; 
0
1nB
d
; 
0
1nC
d
2.1.2. Mô hình động học tự dẫn thiết bị bay trong mặt phẳng đứng 
Thiết lập tương tự trong mặt phẳng ngang ta có mô hình ĐHH tự dẫn 
TBB trong mặt phẳng đứng (kênh đứng): 
 d d d d dd d
x A x B u C   (2.21) 
Trong đó:  
T
d ddx    ; d tdu =W
 ; d md xdW W g
   
0 1
2
0
d t
A V
d
; 
0
1dB
d
; 
0
1dC
d
2.2. Bài toán điều khiển tối ưu khi có tác động của nhiễu 
Xét một hệ thống tuyến tính có tác động của nhiễu dưới dạng: 
 X AX BU C  (2.22) 
Tìm biến điều khiển U để cực tiểu hàm chỉ tiêu chất lượng: 
0
1 1
2 2
ft
T T T
f f
t
J X ( t ). .X( t ) ( X QX U RU )dt min (2.23) 
Khi này biến điều khiển tối ưu tương ứng: 
 1 1 1
* T T
xU (t ) R B K ( t )X R B K ( t )
 (2.28) 
Trong đó xK ( t ) , 1K ( t ) là nghiệm của hệ phương trình: 
1 T T
x x x x x x fK (t ) K ( t )BR B K ( t ) K ( t )A A K ( t ) Q, K ( t ) 
  (2.29) 
1
1 1 1 0
T T
x x fK ( t ) K ( t )BR B A K ( t ) K ( t )C , K ( t )
 (2.30) 
- Ma trận hệ số Kx hoàn toàn có thể xác định trước bằng cách giải hệ 
phương trình (2.29) khi các ma trận A, B, Q không thay đổi trong quá trình 
điều khiển. 
- Vì điều kiện biên của (2.30) ở phía phải, nên để xác định K1(t) ở thời 
điểm t cần phải dự đoán được ξ ở thời điểm tương lai trong khoảng (t0, tf) . 
8 
2.3. Thuật toán xác định gia tốc pháp tuyến tối ưu kênh ngang 
Từ biểu thức (2.28) áp dụng với mô hình động học tự dẫn TBB (2.11) 
ta có gia tốc pháp tuyến tối ưu kênh ngang: 
1 1
1n n
* T T
n x nnu ( t ) R B K ( t )x R B K ( t )
 (2.31) 
Trong đó: 
nx
K ( t ) , 1nK ( t ) là nghiệm của hệ phương trình: 
1
n n n n n n
T T
x x n n x x n n x x fK (t ) K ( t )B R B K ( t ) K ( t )A A K ( t ) Q, K ( t ) 
  (2.32)
1
1 1 1 0n n n n n
T T
x n n n x n n fK ( t ) K ( t )B R B A K ( t ) K ( t )C , K ( t )

(2.33) 
Bằng các phép biến đổi toán học ta có 1nK ( t ) : 
1
n
n n
( t T )
( t )
x n
t
K ( t ) e K C ( )d
    
 (2.46) 
Việc giải phương trình (2.32) để xác định 
nx
K ( t ) được thực hiện theo 
phương pháp của Devinxon-Maki: 
21
1
22 11 12( ) [ . ][ . ]nxK t      
 (2.47) 
Xét dạng phổ biến của hàm chỉ tiêu chất lượng (2.23) với: 
0 0 0 0
1 0 0
0 0
R ; Q , q ; , 
q
 

 ta có 
11 12
21 22
n n
n
n n
x x
x n x x
k k
K ( t ) N
k k
 (2.61) 
Trong đó: 
2 2 2 2 2 2 2 3
1
1 1
1 ( ) ( ) ( )( )
2 6
nN
a b a b q a b q a b    
 11 0
nxk , 12 0
nxk , 21 0
nxk 
2 2 2 2 2 3
22
1 1
2 6
nxk ( q a ) ( a qb ) ( a b q )( q a )      
2 tVa
d
 ; 
1
b ;
d
1
c
d
Thay (2.60) vào (2.45) ta có: 
9 
11
1
22 2221
0 
 n n
n t T
n nxnn
t
k ( t )
 K ( t ) N c ( )d
kk ( t )
  

 (2.64) 
Trong đó: 
22 2 2 2 3 2 2 2 3 2 3
1 0
1 1 1 1
1
2 6 2 6
n
a ( a qb ) a ( a qb ) ( a qab )

     
Thay (2.61) và (2.64) vào (2.31) ta có gia tốc pháp tuyến tối ưu kênh 
ngang như sau: 
22 22
n
t T
x n
tn n n mn xn
t
W = N bk c W ( ) W ( ) d    
  
  (2.66) 
2.4. Thuật toán xác định gia tốc pháp tuyến tối ưu kênh đứng 
Tương tự các phép biến đổi toán học như kênh ngang ta có gia tốc 
pháp tuyến tối ưu kênh đứng như sau: 
22 22
d
t T
x d
td d d md xd
t
W = N bk c W ( ) W ( ) g d    
   
  (2.68) 
Từ biểu thức (2.66), (2.68) và các biến đổi toán học ở trên chứng tỏ: 
gia tốc pháp tuyến tối ưu của TBB trong giai đoạn tự dẫn ngoài sự phụ 
thuộc vào trạng thái tốc độ quay đường ngắm TBB-MT, còn phụ thuộc vào 
gia tốc MT, gia tốc trọng trường và gia tốc dọc trục TBB trong khoảng thời 
gian tương lai gần nhất định. 
Tổng gia tốc pháp tuyến kênh ngang và kênh đứng chính là gia tốc 
pháp tuyến TBB cần phải tạo ra nhằm làm tốc độ đường ngắm tiến đến giá 
trị 0 để cho TBB gặp MT. 
2.5. Kết luận chương 2 
1. Các mô hình trạng thái mô tả động hình học tự dẫn TBB trong mặt 
phẳng ngang (2.11) và mặt phẳng đứng (2.21) thể hiện đầy đủ các yếu tố 
của mô hình động hình học tự dẫn TBB có tốc độ thay đổi, đồng thời thể 
hiện được các yếu tố tác động như gia tốc cơ động của MT, gia tốc dọc trục 
TBB và gia tốc trọng trường như một thành phần nhiễu tác động. 
10 
2. Luật dẫn tối ưu kênh ngang (2.66) và kênh đứng (2.68) được tổng 
hợp trên cơ sở ứng dụng bài toán điều khiển tối ưu trong điều kiện có tác 
động của nhiễu; 
3. Luật dẫn tối ưu cho TBB có tốc độ thay đổi đến điểm gặp MT ngoài 
sự phụ thuộc vào tốc độ quay đường ngắm TBB-MT, còn phụ thuộc vào 
gia tốc MT, gia tốc trọng trường và gia tốc dọc trục TBB trong khoảng thời 
gian tương lai gần nhất định. 
4. Vấn đề điều khiển các kênh lái TBB để tạo gia tốc pháp tuyến đạt 
yêu cầu theo các thuật toán đề xuất ở chương này đòi hỏi phải tiếp tục xây 
dựng các thuật toán điều khiển cho từng kênh của chủng loại TBB cụ thể. 
Đây là vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu. 
Chương 3 
XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI 
CHO THIẾT BỊ BAY CÓ TỐC ĐỘ THAY ĐỔI 
3.1. Xây dựng mô hình động học thiết bị bay có tốc độ thay đổi 
3.1.1. Các lực và mô men tác dụng lên thiết bị bay 
Khi TBB chuyển động trong không gian sẽ chịu tác động của các lực 
và mô men: Lực đẩy của động cơ (P); Trọng lực (G); Lực điều khiển; Lực 
khí động học (Rtp). 
3.1.2. Hệ phương trình toán mô tả chuyển động của thiết bị bay 
Khi nghiên cứu chuyển động của TBB trong không gian, người ta sử 
dụng định luật II Newton dưới dạng tổng quát để biểu diễn phương trình 
chuyển động của tâm khối và chuyển động quay của nó quanh tâm khối. 
3.1.3. Mô hình động học thiết bị bay có tốc độ thay đổi 
a) Mối quan hệ giữa thay đổi tốc độ bay và lực đẩy 
Với giả thiết các góc tấn, góc trượt nhỏ và bỏ qua tác động của gió ta 
có mối quan hệ giữa tốc độ TBB và lực đẩy của động cơ: 
0
2
k
x
P
V
C S 
 hoặc 0
2
2
k xV C S
P
 (3.28) 
11 
b) Mô hình chuyển động quay theo trục dọc (kênh Cren) 
( ) ( )l l l
l
x A v x B v u
y D x

 (3.30) 
Trong đó:    1 2
T T
xx x x   ; l lu ;  1 0lD 
 2
0 1
0
2
x
l k
xb
x
A ( v ) V SL
m
j
 
; 2
0
2
l
l k cl
xb
x
B ( v ) V S L
m
j
 
c) Mô hình chuyển động quay theo trục đứng (kênh ngang) 
( ) ( )h h h
h
x A v x B v u
y D x

 (3.42) 
Trong đó:  1 2
TT
yx x x   ; h hu ;  1 0hD 
 2 2 2
1
2
2 2
y
k
z
h
k k
yb yb
y y
V S
C
m
A ( v )
V SL V SL
m m
j j


; 2
0
2
h k cl
y
B ( v ) V S L
j
d) Mô hình chuyển động quay theo trục ngang (kênh đứng) 
( ) ( )c c c
c
x A v x B v u
y D x

 (3.55) 
Trong đó:    1 2
T T
zx x x  ; c cu ;  1 0cD 
0
2 2
1
2
2 2
z
k
x y
c
k a k cl a
zb zb
z z
V S
( C C )
m
A ( v )
V Sb V S b
m m
j j
 
; 2
0
2
c
c k cl a
zb
z
B ( v ) V S b
m
j
 
3.2. Bài toán điều khiển thích nghi 
Với các mô hình (3.30), (3.42), (3.55), luận án ứng dụng phương pháp 
điều khiển thich nghi tham chiếu mô hình (MRA) để tổng hợp bộ điều 
khiển. Nguyên lý cơ bản của hệ thống MRA thể hiện trên hình 3.5. 
12 
Hình 3.5. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển MRA 
3.3. Xây dựng thuật toán thích nghi ổn định góc Cren cho thiết bị bay 
có tốc độ thay đổi 
Với mô hình động học TBB kênh Cren (3.30), bài toán cần giải là tìm 
biến điều khiển ul sao cho đáp ứng đầu ra γ (góc Cren của TBB) được duy 
trì ổn định ở trạng thái γ =0 và thích nghi với sự thay đổi của tốc độ bay. 
Ứng dụng phương pháp ổn định Lyapunov xác định được luật khiển thích 
nghi ul kênh Cren có dạng: 
l e y x ru e x  (3.62) 
Trong đó e ; x là nghiệm của hệ phương trình: 
1 1 1
2 2 2
1
T
e e r l
T
x x r l er
T
x x r lr
x e P B ( v )
x e P B ( v )
x e P B ( v )
 
  
 

 

 (3.76) 
3.4. Xây dựng thuật toán điều khiển thích nghi góc trượt cạnh thiết bị 
bay bám theo gia tốc pháp tuyến tối ưu 
Vì gia tốc pháp tuyến tối ưu kênh ngang theo yêu cầu của thuật toán 
trong chương 2 tỉ lệ với góc trượt cạnh tối ưu, nên việc bám theo gia tốc 
pháp tuyến tối ưu tương ứng với việc bám theo góc trượt cạnh tối ưu: 
tn
c c
n
W
y
K ( v )
 (3.79) 
Vậy bài toán đặt ra cần xây dựng thuật toán điều khiển thỏa mãn đầu 
ra của đối tượng (3.30) bám theo góc trượt cạnh tối ưu (3.79), đồng thời 
thích nghi với sự thay đổi tốc độ bay. Từ yêu cầu của bài toán, trước tiên sẽ 
xây dựng luật điều khiển tối ưu LQ, sau đó sử dụng mô hình tham chiếu với 
bộ điều khiển tối ưu LQ để tổng hợp luật điều khiển thích nghi. 
13 
3.4.1. Tổng hợp bộ điều khiển tối ưu để ổn định góc trượt cạnh thiết bị bay 
Cấu trúc vòng kín của HTĐK ổn định góc trượt cạnh TBB sử dụng bộ 
điều khiển tối ưu LQ được trình bày trong hình 3.7 
Hình 3.7. Cấu trúc HTĐK vòng kín ổn định góc trượt cạnh TBB có tốc độ thay đổi sử dụng 
bộ điều khiển tối ưu 
Đặt sai số giữa đáp ứng đầu ra y và tín hiệu yêu cầu yc là một biến 
trạng thái mới ta có: 
 y с с he y y y D x  (3.80) 
Mô hình không gian trạng thái mở rộng của hệ thống điều khiển ổn 
định góc trượt cạnh TBB có dạng: 
he he h y c
he
X A X B u B y
y D X

 (3.82) 
Trong đó: 
T
yX x e ;  0he hD D 
2 10
0
p
he
h
A ( v )
A
D
; 
2 10
1
yB
;
0
h
he
B ( v )
B
Sử dụng nhân tử Lagrance và hàm Hamilton xác định được luật điều 
khiển tối ưu ổn định góc trượt cạnh có dạng: 
T
hlq hlqu K X( t ) (3.89) 
Trong đó 
1T T
hlq heK R B P( t )
 và P(t) là nghiệm của phương trình: 
 1 0T The he he heP( t )A A P( t ) P( t )B R B P( t ) Q
 (3.90) 
3.4.2. Tổng hợp bộ điều khiển thích nghi góc trượt cạnh TBB bám theo 
gia tốc pháp tuyến tối ưu 
Nếu coi bộ điều khiển tối ưu (3.89) là bộ điều khiển gốc trong mô hình 
tham chiếu. Khi này cấu trúc hệ thống điều khiển MRA cho đối tượng 
(3.82) được thể hiện trên hình 3.8. 
14 
Hình 3.8. Cấu trúc hệ thống điều khiển thích nghi góc trượt cạnh thiết bị bay 
Ứng dụng tiêu chuẩn ổn định Lyapunov xác định được luật điều khiển 
thích nghi góc trượt cạnh: 
 Thad hadu K X , 
3 1
hadK R
 (3.91) 
Trong đó hadK là nghiệm của phương trình: 
 Thad x r heK Xe P B 
 (3.104) 
Luật điều khiển kết hợp giữa tối ưu LQ và MRA cho mô hình TBB 
kênh hướng (3.42) có dạng: 
T T
h hlq hadu ( t ) K X( t ) K X( t ) (3.111) 
3.5. Tổng hợp bộ điều khiển thích nghi góc tấn TBB bám theo gia tốc 
pháp tuyến tối ưu 
Góc tấn yêu cầu tương ứng với gia pháp tuyến tối ưu kênh đứng có 
dạng: 
 tdc
d
W
K ( v )

 (3.108) 
Tương tự phân tích và biến đổi toán học trong mục 3.4, ta có luật điều 
khiển kết hợp giữa tối ưu LQ và MRA cho mô hình TBB kênh đứng (3.55) 
như sau: 
T T
c clq cadu ( t ) K X( t ) K X( t ) (3.114) 
trong đó: 
1T T
clq ceK R B P( t )
 và P(t) là nghiệm của phương trình: 
 1 0T Tce ce ce ceP( t )A A P( t ) P( t )B R B P( t ) Q
T
cadK là nghiệm của phương trình 
T
cad x r ceK Xe P B 
 
15 
3.6. Kết luận chương 3 
1. Việc thay đổi tốc độ bay cho mục đích sử dụng được thực hiện bằng 
cách thay đổi lực đẩy của động cơ phản lực. Khi tốc độ bay thay đổi dẫn tới 
các thành phần lực khí động học và mô men khí động học tác động lên 
TBB thay đổi. Sự thay đổi này làm thay đổi trạng thái góc của TBB, vì vậy 
để duy trì ổn định trạng thái góc của TBB theo gia tốc pháp tuyến tối ưu 
tương ứng cần phải xây dựng luật điều khiển thích nghi với sự thay đổi của 
tốc độ bay. 
2. Việc ổn định góc Cren ở giá trị 0 cho phép phân kênh chuyển động 
trong mặt phẳng thẳng ngang và mặt phẳng đứng độc lập nhau. Vì vậy cần 
xây dựng mô hình chuyển động của TBB theo 3 kênh: kênh Cren, kênh 
ngang và kênh đứng để phục vụ cho tổng hợp lệnh điều khiển. 
3. Các mô hình trạng thái mô tả động học các kênh của TBB đã xây 
dựng có ma trận trạng thái và ma trận điều khiển phụ thuộc vào tham số tốc 
độ bay, thể hiện đầy đủ mối quan hệ động học giữa trạng thái góc của TBB 
và tốc độ TBB cho phép ứng dụng lý thuyết điều khiển thích nghi để tổng 
hợp luật điều khiển. 
4. Từ thông tin định hướng và trạng thái TBB cho phép tổng hợp lệnh 
điều khiển các cơ cấu lái theo luật điều khiển thích nghi với sự thay đổi tốc 
độ của TBB. 
Các thuật toán điều khiển trong chương này là cơ sở để thực nghiệm 
mô phỏng trên máy tính và đánh giá với mô hình TBB giả định trong 
chương 4 của luận án. 
Chương 4 
MÔ PHỎNG KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG 
 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BAY CÓ TỐC ĐỘ THAY ĐỔI 
4.1. Mô phỏng vòng điều khiển tự dẫn TBB có tốc độ thay đổi 
4.1.1. Mô hình vòng điều khiển tự dẫn TBB có tốc độ thay đổi 
Từ mô hình ĐHH tự dẫn TBB (2.11), (2.21), luật dẫn TCTL (1.12) và 
luật dẫn tối ưu đã tổng hợp (2.66), (2.68) xây dựng sơ đồ Simulink mô hình 
ĐHH tự dẫn, luật dẫn và vòng điều khiển tự dẫn TBB được thể hiện trên 
các hình 4.1, 4.2 và 4.3. 
16 
Hình 4.1. Sơ đồ Simulink động hình học tự dẫn TBB 
Hình 4.2. Sơ đồ Simulink tổng hợp luật dẫn tối ưu 
Hình 4.3. Sơ đồ Simulink vòng điều khiển tự dẫn TBB 
4.1.2. Kết quả mô phỏng vòng tự dẫn kênh ngang TBB giả định 
Mô phỏng, khảo sát vòng điều khiển tự dẫn kênh ngang của một lớp 
TBB giả định tiến công MT trên biển theo luật dẫn TCTL và luật dẫn tối ưu
X2_dotX1_dot
4
b
3
a
2
x_2
1
x_1
1
s
1
s
-1
-1
-1
-1
2
1
5
z
4
Sigma_0
3
d_dot
2
u
1
d
1
U
x
K_x
Kx_X
TINH Kx_X
a_b
Nb
K_x
Nb^2
TINH K_x
K_x
Nb^2
A_B
B_K1
TINH K_1
3
A_B
2
X
1
Z
X
A
B
Z
Tau
u
LUAT DAN
Tham so
 MO HINH MUC TIEU
W_Pyc W_P
 MO HINH THIET BI BAY
Tham so
u
X
A
B
Z
Tau
 DONG HINH HOC TU DAN
17 
Hình 4.4. Quỹ đạo TBB và MT khi tốc độ 
không đổi 
 Hình 4.5. Quỹ đạo và độ trượt tức thời khi 
tốc độ TBB thay đổi với gia tốc 1m/s2 
Hình 4.7. Quỹ đạo và độ trượt tức thời khi tốc 
độ TBB thay đổi với gia tốc 3m/s2 và tốc độ 
MT thay đổi với gia tốc 0.2m/s2 
 Hình 4.8. Quỹ đạo và độ trượt tức thời khi 
tốc độ TBB thay đổi với gia tốc 3m/s2 và tốc 
độ MT thay đổi với gia tốc 0.5m/s2 
4.1.3. Kết quả mô phỏng vòng tự dẫn kênh đứng TBB giả định 
Hình 4.9. Quỹ đạo TBB đối không và mục tiêu 
khi tốc độ không đổi 
 Hình 4.10. Quỹ đạo, độ trượt tức thời khi tốc 
độ TBB thay đổi với gia tốc -2g và tốc độ 
MT thay đổi với gia tốc 1g 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 10
4
0
200
400
600
800
C
u
 l
y
 n
g
a
n
g
 -
 Z
,(
m
)
cu ly doc - X,(m)
Quy dao TBB va MT trong mat phang ngang
QD MT
Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
0
0.5
1
1.5
2x 10
4
0
500
1000
1500
2000
0
5
10
Z,(m)
Quy dao TBB va MT trong khong gian
X,(m)
H
,(
m
)
0
1
2
x 10
4
0
500
1000
1500
0
5
10
Z,(m)
Quy dao TBB va MT trong khong gian
X,(m)
H
,(
m
)
Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
QD muc tieu
0 10 20 30 40 50 60 70
0
50
100
150
Thoi gian(s)
(m
)
Do truot tuc thoi
Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
0
0.5
1
1.5
2
x 10
4
0
500
1000
1500
0
5
10
Z,(m)
Quy dao TBB va MT trong khong gian
X,(m)
H
,(
m
) Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
QD muc tieu
0 10 20 30 40 50 60
0
100
200
300
Thoi gian(s)
(m
)
Do truot tuc thoi
Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
0
0.5
1
1.5
2
x 10
4
0
500
1000
1500
0
5
10
Z,(m)
Quy dao TBB va MT trong khong gian
X,(m)
H
,(
m
)
Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
QD muc tieu
0 10 20 30 40 50 60
0
100
200
300
Thoi gian(s)
(m
)
Do truot tuc thoi
Luat dan TCTL
Luat dan toi uu
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 10
4
8800
9000
9200
9400
9600
9800
10000
10200
Cu ly ngang - X,(m)
C
u
 l
y
 d
u
n
g
 -
 Y
,(
m
)
Quy dao TBB va MT trong mat phang dung
QDMT
TBB LDTU
TBB LDTCTL
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 10
4
9000
9500
10000
Cu ly ngang - X,(m)
C
u
 l
y
 d
u
n
g
 -
 Y
,(
m
)
Quy dao TBB va MT trong mat phang dung
QDMT
TBB LDTU
TBB LDTCTL
0 2 4 6 8 10 12
-100
0
100
200
300
Thoi gian,(s)
D
o
 t
ru
o
t,
(m
)
Do truot tuc thoi
LD toi uu
LD TCTL
18 
Hình 4.14. Quỹ đạo, độ trượt tức thời khi tốc 
độ TBB thay đổi với gia tốc 6g và MT cơ động 
xuống thấp với gia tốc 4g 
 Hình 4.15. Quỹ đạo, độ trượt tức thời khi tốc 
độ TBB thay đổi với gia tốc 6g và MT cơ 
động lên cao với gia tốc 4g 
Nhận xét: 
- Khi tốc độ của TBB và MT không đổi (hình 4.4, 4.9) thì quỹ đạo 
chuyển động của TBB khi dẫn bằng luật dẫn TCTL và luật dẫn tối ưu trùng 
nhau và trúng điểm gặp. 
- Khi cả tốc độ TBB và MT thay đổi (hình 4.5, 4.7, 4.8, 4.10) thì luật 
dẫn TCTL không thể dẫn TBB đến điểm gặp MT. Trong khi đó luật dẫn tối 
ưu vẫn đảm bảo dẫn TBB trúng MT tại điểm gặp. 
- Khi tốc độ TBB thay đổi và mục tiêu cơ động xuống thấp hoặc lên 
cao (hình 4.14, 4.15) thì luật dẫn tối ưu vẫn đảm bảo dẫn TBB trúng MT tại 
điểm gặp, còn luật dẫn TCTL không dẫn TBB đến điểm gặp MT. 
- Trong các trường hợp khảo sát cho thấy độ trượt lớn nhất và tốc độ 
thay đổi độ trượt tức thời khi sử dụng luật dẫn tối ưu đều nhỏ hơn so với 
khi sử dụng luật dẫn TCTL truyền thống. 
4.2. Mô phỏng khảo sát hệ thống điều khiển ổn định góc tấn thiết bị 
bay có tốc độ thay đổi 
4.2.1. Mô hình chuyển động quay của TBB giả định trong mặt phẳng đứng 
Sơ đồ Simulink mô hình chuyển động quay của TBB có tốc độ thay 
đổi theo trục OZb của HTĐ liên kết được thể hiện trên hình 4.1. 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 10
4
9000
9500
10000
Cu ly ngang - X,(m)
C
u
 l
y
 d
u
n
g
 -
 Y
,(
m
)
Quy dao TBB va MT trong mat phang dung
QDMT
TBB LDTU
TBB LDTCTL
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
-100
0
100
200
300
Thoi gian,(s)
D
o
 t
ru
o
t,
(m
)
Do truot tuc thoi
LD toi uu
LD TCTL
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 10
4
9000
9500
10000
10500
11000
Cu ly ngang - X,(m)
C
u
 l
y
 d
u
n
g
 -
 Y
,(
m
)
Quy dao TBB va MT trong mat phang dung
QDMT
TBB LDTU
TBB LDTCTL
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
-100
0
100
200
300
Thoi gian,(s)
D
o
 t
ru
o
t,
(m
)
Do truot tuc thoi
LD toi uu
LD TCTL
19 
Hình 4.16. Sơ đồ Simulink mô hình động học thiết bị bay giả định 
Quy luật thay đổi tốc độ bay được xây dựng theo biểu thức: 
0
0
0 2 1
V 
V V Wt 
V a( t - t )
1
1 2
2
Khi t t 
Khi t t t
Khi t t 
 (4.1) 
4.2.2. Mô phỏng HTĐK ổn định góc tấn TBB với bộ điều khiển PID 
Với bộ tham số TBB giả định, sử dụng công cụ tối ưu hóa thông số bộ 
điều khiển PID trong Simulink ta nhận được: 
 34.5; 27.5; 13.3P I DK K K . 
4.2.3. Mô phỏng HTĐK ổn đị