【技术实现步骤摘要】
一种MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法和装置
本专利技术涉及智能化仪器仪表领域，更具体地说，涉及一种MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法和装置。
技术介绍
目前，MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)陀螺仪广泛应用于机器人、消费电子、可穿戴设备等角速度测量领域。但是，由于MEMS陀螺仪电路信号非常微弱，一旦受到外部干扰或变化工作环境影响，其驱动控制性能不可避免的会变差。因此，提高其驱动控制系统的抗干扰能力(尤其是常见的谐波干扰估计能力)和环境适应能力是非常必要的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法和装置，以提高MEMS陀螺仪驱动控制系统的抗干扰能力和环境适应能力。一种MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法，包括：构建考虑外部干扰和变化工作环境影响的MEMS陀螺动力学模型；构建所述MEMS陀螺动力学模型的扩展状态方程；根据所述扩展状态方程构建自适应谐波扰动观测器，并设计频率更新...
【技术保护点】
1.一种MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，包括：/n构建考虑外部干扰和变化工作环境影响的MEMS陀螺动力学模型；/n构建所述MEMS陀螺动力学模型的扩展状态方程；/n根据所述扩展状态方程构建自适应谐波扰动观测器，并设计频率更新律；/n构建非奇异终端滑模控制器；/n采用所述自适应谐波扰动观测器、所述频率更新律和所述非奇异终端滑模控制器来驱动所述MEMS陀螺仪动力学模型。/n
【技术特征摘要】
1.一种MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，包括：
构建考虑外部干扰和变化工作环境影响的MEMS陀螺动力学模型；
构建所述MEMS陀螺动力学模型的扩展状态方程；
根据所述扩展状态方程构建自适应谐波扰动观测器，并设计频率更新律；
构建非奇异终端滑模控制器；
采用所述自适应谐波扰动观测器、所述频率更新律和所述非奇异终端滑模控制器来驱动所述MEMS陀螺仪动力学模型。
2.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，所述构建考虑外部干扰和变化工作环境影响的MEMS陀螺动力学模型，包括：
考虑外部干扰的MEMS陀螺动力学模型为：
式(1)中，x和y分别为MEMS陀螺仪检测质量块沿驱动轴和检测轴的位移，为x的一阶导数，为x的二阶导数，为y的一阶导数，为y的二阶导数，cxx和cyy为阻尼系数，kxx和kyy为刚度系数，和为非线性系数，cxy和cyx为阻尼耦合系数，kxy和kyx为刚度耦合系数，Ω为陀螺输入角速度，kd1和kd2为扰动参数，kd1＞0，kd2＞0，d1和d2分别为驱动轴和检测轴上的外部干扰，u1和u2分别为驱动轴和检测轴上的控制输入；
考虑变化工作环境的影响，存在：和其中和均为动力学常值参数，Δcxx、Δcyy、Δkxx、Δkyy、Δcxy、Δcyx、Δkxy和Δkyx均为随环境变化的不确定参数；所述外部干扰表示为其中和为常值干扰，和为谐波干扰，a1、a2为未知幅度，ω1、ω2为未知频率，为未知相位；
定义和则式(1)变形为：
式(2)中，ΔK1和ΔK2为随环境变化的不确定参数矩阵，为θ的一阶导数，为θ的二阶导数。
3.根据权利要求2所述的MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，所述构建所述MEMS陀螺动力学模型的扩展状态方程，包括：
定义z1＝θ，z3＝Dh，z5＝R，则式(2)的扩展状态方程为：
式(3)中，是zi的一阶导数，为R的一阶导数，
4.根据权利要求3所述的MEMS陀螺仪的非奇异终端滑模控制方法，其特征在于，所述根据所述扩展状态方程构建自适应谐波扰动观测器，并设计频率更新律，包括：
自适应谐波扰动观测器为：
其中，是zi的估计，是的一阶导数，和分别是ω1和ω2的估计值，αi＞0是待设计的...
【专利技术属性】
技术研发人员：闵海波，张睿，许斌，
申请(专利权)人：北京爱宾果科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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