I. Tính Cấp Thiết của Đề Tài
Đề tài luận án về thuật toán điều khiển UAV cánh bằng mang tính cấp thiết trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ quân sự. Các quốc gia như Nga, Israel và Hoa Kỳ đã tiên phong trong việc phát triển UAV cánh bằng với khả năng tác chiến cao. Nhu cầu sử dụng UAV trong quân đội Việt Nam ngày càng tăng, đặc biệt là trong việc bảo vệ chủ quyền lãnh thổ. Tuy nhiên, chương trình UAV của Việt Nam vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, với khả năng phát triển hạn chế. Việc nghiên cứu và cải hoán các máy bay chiến đấu cũ thành UAV chiến đấu hiện đại là một nhiệm vụ cấp thiết. Điều này không chỉ giúp nâng cao khả năng tác chiến mà còn giảm thiểu thương vong cho con người trong các tình huống chiến đấu.
1.1. Xu Hướng Phát Triển UAV
Xu hướng phát triển UAV trong quân sự hiện đại đang diễn ra mạnh mẽ. Các UAV hiện đại có khả năng bay ở độ cao lớn và mang theo vũ khí tấn công hiện đại. Việc áp dụng cảm biến UAV và công nghệ tự động hóa vào thiết kế UAV là rất quan trọng. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc cải hoán máy bay chiến đấu cũ thành UAV có thể mang lại nhiều lợi ích cho quân đội, giúp thực hiện các nhiệm vụ chiến đấu đặc biệt một cách hiệu quả hơn.
II. Mục Tiêu Nghiên Cứu
Mục tiêu chính của luận án là xây dựng hệ thống điều khiển tự động cho UAV cánh bằng, bao gồm bộ ổn định và bộ điều khiển dẫn đường. Hệ thống này sẽ giúp UAV thực hiện các giai đoạn bay như cất cánh, bay hành trình, công kích mục tiêu và hạ cánh. Việc nghiên cứu này không chỉ nhằm cải tiến UAV mà còn hướng tới việc hoán cải các máy bay có người lái thành UAV chiến đấu. Các kết quả nghiên cứu sẽ được mô phỏng và kiểm chứng trên hệ thống mô phỏng UAV, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong thực tế.
2.1. Đối Tượng Nghiên Cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là UAV cánh bằng và các phương pháp điều khiển bám quỹ đạo bay. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xây dựng mô hình động học cho UAV, từ đó phát triển các thuật toán điều khiển hiện đại nhằm tổng hợp bộ ổn định cho UAV. Các nghiên cứu này sẽ được áp dụng để cải hoán các máy bay chiến đấu cũ thành UCAV, thực hiện các nhiệm vụ chiến đấu đặc biệt như công kích mục tiêu di động trên biển.
III. Phương Pháp Nghiên Cứu
Luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết và mô phỏng để xây dựng mô hình động học cho UAV cánh bằng. Các phương pháp điều khiển hiện đại như Backstepping sẽ được sử dụng để tổng hợp bộ ổn định và bộ điều khiển dẫn đường. Hệ thống mô phỏng UAV sẽ được xây dựng trên nền tảng Matlab-Simulink, cho phép khảo sát và kiểm chứng các thuật toán điều khiển một cách trực quan và đầy đủ. Việc mô phỏng này sẽ giúp đánh giá chất lượng điều khiển của các bộ điều khiển tổng hợp được xây dựng.
3.1. Mô Phỏng và Kiểm Chứng
Chương trình mô phỏng động học phi tuyến đầy đủ của UAV cánh bằng sẽ được xây dựng, sử dụng bộ tham số của máy bay MiG-21. Hệ thống mô phỏng này không chỉ giúp kiểm chứng các thuật toán điều khiển mà còn phục vụ cho việc huấn luyện bay. Các kết quả từ mô phỏng sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc cải tiến và phát triển UAV trong tương lai, đảm bảo tính khả thi và hiệu quả trong các nhiệm vụ chiến đấu.
IV. Ý Nghĩa Khoa Học và Thực Tiễn
Luận án không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc xây dựng mô hình động học và các thuật toán điều khiển cho UAV cánh bằng sẽ góp phần hiện thực hóa việc cải hoán máy bay chiến đấu thành UCAV. Điều này sẽ tạo ra những yếu tố bất ngờ trong tác chiến, nâng cao khả năng chiến đấu của quân đội. Hệ thống mô phỏng UAV sẽ là cơ sở để khảo sát và kiểm chứng các thuật toán điều khiển khác, phục vụ cho việc phát triển UAV trong tương lai.
4.1. Đóng Góp Mới của Luận Án
Luận án đã đóng góp vào việc xây dựng mô hình động học phi tuyến đầy đủ cho UAV, tổng hợp các thuật toán điều khiển hiện đại và phát triển hệ thống mô phỏng UAV. Những nghiên cứu này sẽ mở ra hướng đi mới cho nghệ thuật quân sự của quân đội, giúp nâng cao khả năng tác chiến và bảo vệ chủ quyền lãnh thổ. Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sẽ tạo ra những bước tiến quan trọng trong việc phát triển UAV tại Việt Nam.
