微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法技术

本发明专利技术公开了一种微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法，在动态滑模控制基础上，通过反演法，逐步得到动态控制律和模糊自适应律。在动态滑模控制律设计中，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。在模糊自适应律设计中，通过对微陀螺传感器的干扰项估计，逼近微陀螺仪系统实际模型。应用本发明专利技术能够有效降低系统的抖振，补偿制造误差和环境干扰，提高系统的灵敏度及鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法
本专利技术涉及一种微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法，属于微陀螺仪的控制

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。与传统陀螺仪相比，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。令外，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的造成的波动，因此，降低系统抖振成为微陀螺仪控制的主要问题之一。而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。在反演自适应模糊动态滑模控制法中，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”到本文档来自技高网...

【技术保护点】
微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立微陀螺仪的非量纲动力学方程；2)根据Lyapunov理论设计得到动态滑模控制律，并将其作用于微陀螺仪系统的控制输入的导数；3)根据Lyapunov理论设计模糊自适应律，实时在线调节微陀螺仪系统，确保全局渐进稳定性。

【技术特征摘要】
1.微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立微陀螺仪的非量纲动力学方程；包括以下步骤：1-1)对z轴微陀螺仪而言，微陀螺仪的质量块被限制只能在x-y平面内运动，而不能沿z轴运动，假定输入角速度在足够长的时间内保持不变，得到如下的动力学方程：其中，m为微陀螺仪的质量，x,y是质量块在微陀螺仪旋转系中的笛卡尔坐标，dxx,dyy分别表示两轴的阻尼系数，kxx,kyy分别表示两轴的弹簧系数，Ωx，Ωy，Ωz是角速度沿x,y,z三个轴方向的分量，ux，uy是x,y两轴的控制输入；1-2)由制造过程中产生的误差造成的微陀螺仪结构不对称引起两轴附加耦合，再考虑制造缺陷和加工误差，实际微陀螺仪集中参数数学模型为：其中，kxy,dxy分别为耦合的弹簧系数和阻尼系数；1-3)将式(2)的两侧同除以微陀螺仪的质量m、参考长度q0、两轴的共振频率的平方得到如下非量纲化方程：其中：1-4)将式(3)写成向量形式为：

【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