一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法技术

一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，包括陀螺动态工作和静态工作自适应判别策略、动态工作闭环参数自适应调节方法、静态工作闭环参数自适应调节方法和自适应积分方法。本发明专利技术对长期输入闭环误差进行均方统计，然后通过软阈值的设定对陀螺的动态工作状态和静态工作状态进行划分，具有很高的置信度，有利于对不同情况下的陀螺闭环输出进行更精确的闭环控制。另外，通过闭环系数动态调节，提高了静动态响应能力。最后，本发明专利技术对闭环控制的积分量进行选择性输入控制，即可以发挥闭环控制中积分项的作用，又可以有效的避免长期噪声积累对陀螺输出的漂移影响。

An adaptive dynamic and static closed-loop control method for NMR gyroscope

An adaptive dynamic and static closed-loop control method for NMR gyroscope is proposed, which includes adaptive discrimination strategy for gyro dynamic and static operation, adaptive adjustment method for dynamic closed-loop parameters, adaptive adjustment method for static closed-loop parameters and adaptive integration method. The invention makes mean square statistics for the long-term input closed-loop error, and then divides the dynamic working state and static working state of the gyroscope through the setting of soft threshold, which has a high degree of confidence and is conducive to more accurate closed-loop control of the gyroscope closed-loop output under different conditions. In addition, through the dynamic adjustment of closed-loop coefficient, the static and dynamic response ability is improved. Finally, the integrated quantity of the closed-loop control is selectively input controlled by the invention, which can not only play the role of the integral term in the closed-loop control, but also effectively avoid the drift effect of the long-term noise accumulation on the gyro output.

【技术实现步骤摘要】
一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法
本专利技术属于核磁共振陀螺闭环控制领域，特别涉及一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法。
技术介绍
原子陀螺仪是在转子式陀螺仪、光学陀螺仪和MEMES陀螺仪之后出现的一种新型陀螺仪，利用原子、电子和光子等微观粒子的自旋、波动、纠缠等量子特性，采用磁场、光场、温度场等操控手段，获得原子运动状态，从而间接得到载体的运动状态。目前的原子陀螺仪主要分为核磁共振陀螺仪、SERF陀螺仪和原子干涉陀螺仪，在这其中，核磁共振陀螺仪能够兼顾高精度与小体积的要求，并且工程化程度更高，是国内外惯性
的研究重点和热点。核磁共振陀螺仪作为一种角速度测量传感器，需要在载体运动状态发生改变时，快速响应变化，具有好的动态响应能力，另外，在载体长期稳定时，能具有优秀的静态稳定特性。核磁共振陀螺仪的闭环输出是由PI控制实现的，而在普通的PI控制中，各控制量的系数都是固定的，并不能很好的满足核磁共振陀螺工作在不同运动状态下的工作特点，所以如何根据陀螺运动状态实时改变控制系数以实现优异的PI控制是陀螺性能提升的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，其特征在于包括如下步骤：/n1)根据动态工作和静态工作自适应判别策略，判定当前陀螺工作状态确定为动态工作状态或静态工作状态；/n2)根据步骤1)当前工作状态，获得积分项系数Ki；/n3)利用自适应积分方法获得闭环的控制积分项I；/n4)计算得到积分反馈项IFB和误差反馈项PFB；/n5)结合IFB和PFB作为完整的闭环反馈输出，对陀螺运动状态进行调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，其特征在于包括如下步骤：
1)根据动态工作和静态工作自适应判别策略，判定当前陀螺工作状态确定为动态工作状态或静态工作状态；
2)根据步骤1)当前工作状态，获得积分项系数Ki；
3)利用自适应积分方法获得闭环的控制积分项I；
4)计算得到积分反馈项IFB和误差反馈项PFB；
5)结合IFB和PFB作为完整的闭环反馈输出，对陀螺运动状态进行调节。


2.根据权利要求1所述的一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，其特征在于：所述步骤1)的具体步骤如下：
将当前时刻的实时闭环误差反馈信号P送入整个自适应闭环控制系统，并进入判别器模块；同时，均方误差统计器根据前一个时间段内收集到的N个样本计算均方误差∑，将均方误差∑的α倍，即α∑送入判别器模块，判别器模块根据P和α∑的值，确定选择动态工作闭环参数自适应调节方法或静态工作闭环参数自适应调节方法。


3.根据权利要求2所述的一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，其特征在于：所述判别器模块根据P和α∑的值，确定选择动态工作闭环参数自适应调节方法或静态工作闭环参数自适应调节方法的具体过程为：在判别器模块中对P和α∑进行比较，当P大于等于α∑，则将目前的陀螺工作状态确定为动态工作状态；否则将目前的陀螺工作状态确定为静态工作状态。


4.根据权利要求2所述的一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，其特征在于：在步骤1)判断工作状态的同时，将P的绝对值与均方误差∑的β倍，即β∑进行比较，如果P的绝对值小于β∑，则目前的P值可以作为新的样本送入均方误差统计器，同时将均方误差统计器中所存储的样本中时间最早的那个值移除，保持样本数据总数的一致。


5.根据权利要求2所述的一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方法，其特征在于：所述参数β<α，且β为固定倍数的α。


6.根据权利要求5所述的一种核磁共振陀螺自适应动态和静态闭环控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺宇，刘院省，霍丽君，黄伟，蔡玉珍，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11