【技术实现步骤摘要】
微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法
本专利技术涉及一种微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，属于微陀螺仪控制
技术介绍
陀螺仪运用的原理主要是角动量守恒定律，是一种具备传感、维持方向稳定和角运动检测功能的装置，具有抗拒方向改变的趋势。与传统陀螺仪相比，微陀螺具备众多优点，应用范围广泛，可用于航空、航天、航海、汽车安全、生物工程、大地测量、环境监控等领域，特别是在对尺寸和重量等要求很严格的领域，相比于传统陀螺仪而言，微陀螺有极其显著的优势。以硅微陀螺仪为例，其采用微机械加工工艺制成，结构尺寸通常为微米级，集成封装后，尺寸也仅在毫米量级，因而其性能极容易受加工精度影响，导致硅微陀螺仪的灵敏度、精度等与理想状况有所出入，导致微陀螺仪技术发展缓慢，微陀螺仪主要解决的问题，就是补偿加工过程中的误差和对角速度进行测量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，以解决现有技术中微陀螺仪因加工精度要求太高，其性能...
【技术保护点】
1.一种微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，其特征是，包括如下步骤：/n基于预设计的滑模面，构造动态分数阶切换函数；/n基于动态分数阶切换函数和预建立的微陀螺仪数学模型，设计动态分数阶滑模控制律，所述动态分数阶滑模控制律包括等效控制律和切换控制律；/n以滑模面的跟踪误差最小为目标，基于双反馈模糊神经网络和Lyapunov稳定性设计自适应控制算法；/n利用自适应控制算法对微陀螺仪数学模型的未知参数进行实时更新，获取估计的动态分数阶滑模控制律，作为控制输入对微陀螺仪进行滑模控制。/n
【技术特征摘要】
1.一种微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，其特征是，包括如下步骤：
基于预设计的滑模面，构造动态分数阶切换函数；
基于动态分数阶切换函数和预建立的微陀螺仪数学模型，设计动态分数阶滑模控制律，所述动态分数阶滑模控制律包括等效控制律和切换控制律；
以滑模面的跟踪误差最小为目标，基于双反馈模糊神经网络和Lyapunov稳定性设计自适应控制算法；
利用自适应控制算法对微陀螺仪数学模型的未知参数进行实时更新，获取估计的动态分数阶滑模控制律，作为控制输入对微陀螺仪进行滑模控制。
2.根据权利要求1所述的微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，其特征是，所述微陀螺仪数学模型的建立方法，包括：
建立微陀螺仪动力学模型的转动坐标系，基于转动坐标系设定微陀螺仪的驱动振动方向、检测振动方向、输入角速度方向；
基于转动坐标系建立微陀螺仪驱动模态和检测模态的基本动力学模型；
对基本动力学模型进行结构误差修正和无量纲化处理，改写为向量形式，引入预设变量，获取微陀螺仪数学模型，所述预设变量包括外界干扰、系统参数不确定性。
3.根据权利要求2所述的微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，其特征是，所述动态分数阶滑模控制律的设计方法，包括：
对动态分数阶切换函数进行求导，将滑摸控制到达条件引入求导后的动态分数阶切换函数，获取等效控制律；
利用微陀螺仪数学模型中外界干扰和系统参数不确定性表征微陀螺仪的输出轨迹趋近切换面的速率，获取切换控制律。
4.根据权利要求2所述的微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，其特征是，微陀螺仪驱动模态和检测模态的基本动力学模型，其表达式如下：
式中，m为微陀螺仪中质量块的质量，x和y为质量块在驱动方向和检测方向的位置向量，是x的一阶导数，是x的二阶导数，是y的一阶导数，是y的二阶导数，dx为驱动方向的阻尼系数，dy为检测方向的阻尼系数，kx为驱动方向的刚度系数，ky为检测方向的刚度系数，ux为驱动方向的控制输入，uy为检测方向的控制输入，Ωz为输入方向的角速度，是Ωz的一阶导数。
5.根据权利要求4所述的微陀螺双反馈模糊神经网络动态分数阶滑模控制方法，其特征是，所述微陀螺仪数学模型，其表达式如下：
其中，
式中，q...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈放，费峻涛，陈云，
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
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