基于反演设计微陀螺仪自适应动态滑模控制系统及方法技术方案

技术编号:10525964 阅读:113 留言:0更新日期:2014-10-09 11:22
本发明专利技术公开了一种基于反演设计微陀螺仪自适应动态滑模控制系统及方法,该方法包括如下步骤:(1)建立微陀螺仪数学模型;(2)基于反演设计得到自适应动态滑模控制器;(3)进行仿真实验得到目标系统。提高了系统对参数变化的鲁棒性和灵敏度,有效降低系统抖振;在自适应设计中,通过对微陀螺传感器的参数估计,得到被控制对象的参数,保证整个闭环系统的全局渐进稳定性;达到稳态后,微陀螺仪的动态特性是一种理想模式,补偿了制造误差和环境干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微陀螺仪的控制系统,尤其涉及一种基于反演设计的自适应动态 滑模控制方法在微机械振动陀螺仪控制上的应用。
技术介绍
微陀螺仪是测量惯性导航和惯性制导系统角速度的传感器,广泛应用于航空、航 天、航海和陆地车辆的导航与定位及油田勘探开发等军事、民用领域中。与传统陀螺仪相 t匕,微陀螺仪在体积和成本上有着巨大的优势,因此有着更加广阔的应用市场。但是,由于 生产制造过程中的误差存在和外界环境温度的影响,造成原件特性与设计之间的差异,导 致存在耦合的刚度系数和阻尼系数,降低了微陀螺仪的灵敏度和精度。传统的滑模控制方 法中切换函数的选取一般只依赖于系统状态,而与系统的输入无关。这样,控制律中的不连 续项会直接转移到控制器中,使系统在不同的控制逻辑单元之间来回切换,从而引起系统 抖振。另外,陀螺仪自身属于多输入多输出系统,存在参数的不确定性和外界干扰对系统参 数造成的波动,因此,降低系统抖振成为微陀螺仪控制的主要问题之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种抖振低、可靠性高、对参数变化鲁棒性高 的基于反演设计的微陀螺仪自适应动态滑模控制系统。 在基于反演设计的自适应动态滑模控制法中,反演设计方法是将复杂的非线性系 统分解成不超过系统阶数的子系统,然后为每个子系统分别设计李亚普诺夫函数和中间虚 拟控制量,一直后退到整个子系统,直到完成整个控制律的设计。在整个反演设计过程 中,将完成针对微陀螺传感器系统的自适应控制律和动态滑模控制律。自适应控制法是针 对不确定性系统,通过对被控对象系统参数的不断估计,完成对被控对象的控制。动态滑模 控制主要是通过设计新的切换函数或将常规滑模变结构控制中的切换函数通过微分环节 构成新的切换函数,将不连续项转移到控制的一阶或高阶导数中去,得到在时间上本质连 续的动态滑模控制律,有效降低系统抖振。 为解决上述技术问题,本专利技术提供一种基于反演设计微陀螺仪自适应动态滑模控 制系统的方法,该方法包括如下步骤: (1) 建立微陀螺仪数学模型; (2) 基于反演设计得到自适应动态滑模控制器; (3) 进行仿真实验得到目标系统; 其中,所述微陀螺仪的集中参数数学模型为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反演设计微陀螺仪自适应动态滑模控制系统的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)建立微陀螺仪数学模型;(2)基于反演设计得到自适应动态滑模控制器;(3)进行仿真实验得到目标系统;其中,所述微陀螺仪的集中参数数学模型为:式中,是质量块在微陀螺仪旋转系中的笛卡尔坐标;分别表示两轴的阻尼系数和弹簧系数;是角速度沿三个轴方向的分量;是两轴的控制力输入;表示科里奥利力。

【技术特征摘要】
1. 一种基于反演设计微陀螺仪自适应动态滑模控制系统的方法,其特征在于,该方法 包括如下步骤: (1) 建立微陀螺仪数学模型; (2) 基于反演设计得到自适应动态滑模控制器; (3) 进行仿真实验得到目标系统; 其中,所述微陀螺仪的集中参数数学模型为:式中I,是质量块在微陀螺仪旋转系中的笛卡尔坐标分别表示两轴的 阻尼系数和弹簧系数;是角速度沿三个轴方向的分量;是两轴的控制力输入;表示科里奥利力。2. 根据权利要求1所述的基于反演设计微陀螺仪自适应动态滑模控制系统的方 法,其特征在于,所述反演设计分别设计得到L...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁珠莉费峻涛
申请(专利权)人:河海大学常州校区
类型:发明
国别省市:江苏;32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1