Giải pháp nâng cao luật dẫn đường pha cuối cho thiết bị bay tầm ngắn trong điều kiện ràng buộc góc va chạm và bất định khí động học
9 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FMC.2026.133-141Từ khóa:
Bất định khí động học; Đường cong Bézier; Góc va chạm; Dẫn đường trên khoang; Dẫn đường pha cuối; Tái tạo quỹ đạo.Tóm tắt
Trong bài toán dẫn đường pha cuối cho thiết bị bay tầm ngắn, đặc biệt với các kịch bản tiếp cận mục tiêu trên biển, việc đảm bảo góc tiếp cận yêu cầu là yếu tố quyết định để phát huy hiệu quả của nhiệm vụ. Cùng một thiết bị bay, nếu tiếp cận mục tiêu với góc phù hợp sẽ cho hiệu quả cao hơn rõ rệt so với trường hợp chỉ bảo đảm đúng vị trí nhưng không thỏa mãn góc tiếp cận tối ưu. Tuy nhiên, yêu cầu này rất khó thực hiện trong thực tế do ảnh hưởng đồng thời của gió biển biến đổi liên tục và các bất định khí động học khi phương tiện bay làm việc ở vùng áp suất động thấp gần mặt biển.. Bài báo này đề xuất một luật dẫn đường pha cuối cho thiết bị bay tầm ngắn dạng điều khiển trượt-quay, trong đó quỹ đạo tiếp cận được tái sinh tại mỗi chu kỳ dẫn đường dưới dạng đường cong Bezier bậc hai hoặc bậc ba, đảm bảo đồng thời điều kiện vị trí và góc tại điểm tiếp cận. Từ quỹ đạo tham chiếu này, các tốc độ góc yêu cầu được chuyển đổi thành lệnh điều khiển góc tấn công và góc trượt cạnh thông qua một bước nghịch đảo động lực học ở dạng giải tích khép kín. Kết quả mô phỏng Monte Carlo trên mô hình tham chiếu cho thấy phương pháp đề xuất đạt sai số vòng tròn xác suất dưới 1 m và sai lệch góc đường bay cuối nhỏ hơn 1.5°, đồng thời duy trì được tính ổn định trước các bất định của gió, mật độ khí quyển và hệ số khí động học.
Tài liệu tham khảo
[1]. P. Zarchan, “Tactical and Strategic Missile Guidance”, 6th ed., AIAA, Reston, VA, USA, (2012). DOI: https://doi.org/10.2514/4.868948
[2]. N. A. Shneydor, “Missile Guidance and Pursuit: Kinematics, Dynamics and Control”, Horwood, Chichester, U.K., (1998). DOI: https://doi.org/10.1533/9781782420590
[3]. S. Chen, W. Wang, J. Fan et al., “Impact angle constraint guidance law using fully-actuated system approach”, Aerospace Science and Technology, Vol. 136, p. 108220, (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ast.2023.108220
[4]. X. Kong, C. Zhang and F. Xiong, “Impact speed and angle constrained guidance law for unpowered gliding vehicle”, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 38, No. 4, (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cja.2024.08.027
[5]. Y. Li, J. Liu, J. Shan and J. Wang, “Guidance law with terminal velocity constraint for hypersonic morphing vehicle”, Advances in Guidance, Navigation and Control (ICGNC 2024), Springer, Singapore, (2025).
[6]. A. Li, X. Hu, S. Yang and K. Dong, “Adaptive terminal time and impact angle constraint cooperative guidance strategy for multiple vehicles”, Drones, Vol. 8, No. 4, p. 134, (2024). DOI: https://doi.org/10.3390/drones8040134
[7]. Y. He, F. Guo, H. Zhang and S. Chen, “Pre-defined time convergent non-singular terminal sliding mode guidance law with impact angle constraint”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, (2025).
[8]. Z. Hu, W. Yi and L. Xiao, “Deep reinforcement learning-based impact angle-constrained adaptive guidance law”, Mathematics, Vol. 13, No. 6, p. 987, (2025). DOI: https://doi.org/10.3390/math13060987
[9]. L. Liang, B. Zhao, J. Zhou and Z. Zhang, “Impact angle controlled integrated guidance and control with input and state constraints”, International Journal of Control, Vol. 97, No. 4, pp. 796–810, (2024). DOI: https://doi.org/10.1080/00207179.2023.2175408
[10]. J. Guo, Y. Zhou and M. Zhou, “Adaptive control law based integrated guidance and control design for missile with the radome error compensation”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, Vol. 238, No. 4, pp. 361–371, (2024). DOI: https://doi.org/10.1177/09544100231224071
[11]. P. Kumar, G. Joseph, C. R. Murthy and R. Padhi, “Comprehensive MPSP for fast optimal control: Algorithm development and convergence analysis”, Transactions of the Indian National Academy of Engineering, Vol. 10, pp. 33–52, (2025). DOI: https://doi.org/10.1007/s41403-024-00502-6
[12]. Y.-Z. Wang and H.-H. Dai, “Secure model predictive static programming with initial value generator for online computational guidance of near-space vehicles”, Aerospace Science and Technology, Vol. 156, p. 109768, (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ast.2024.109768
[13]. H. Shi, Z. Cheng, M. Kuang, J. Zhu, X. Yan and X. Li, “Four-stage guidance law for impact time and angle control based on the Bezier curve”, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 60, No. 4, pp. 3766–3778, (2024). DOI: https://doi.org/10.1109/TAES.2023.3334265
[14]. S. Coskun, A. Catak and E. Koyuncu, “3D impact time and angle control based on Apollo guidance and Bezier curves”, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, (2025). DOI: https://doi.org/10.2514/6.2025-0534
[15]. W. Chen, P. Sui, Y. Qian et al., “Cubic Bézier shaping impact angle constrained guidance for intercepting maneuvering targets”, Nonlinear Dynamics, Vol. 114, No. 3, Art. No. 192, (2026). DOI: 10.1007/s11071-025-12057-4. DOI: https://doi.org/10.1007/s11071-025-12057-4
