一种微陀螺仪系统的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微陀螺仪系统的控制方法，包括设计微陀螺仪系统的非奇异终端分数阶滑模面函数；设计具有参数学习和结构学习能力的自结构双反馈神经网络；设计实现微陀螺仪系统轨迹跟踪控制的非奇异终端分数阶滑模控制律。本发明专利技术采用的非奇异终端分数阶滑模控制可以使陀螺仪系统状态在短时间内收敛到平衡点，自结构双反馈神经网络可以在线预估微陀螺仪系统因制造误差产生的不确定项，提高了系统的鲁棒稳定性。鲁棒稳定性。鲁棒稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种微陀螺仪系统的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种微陀螺仪系统的控制方法，尤其是微陀螺仪的自结构双反馈神经网络非奇异终端分数阶滑模控制方法。

技术介绍

[0002]微型陀螺仪是一种在惯性导航和惯性制导系统经常被用到的基本测量元件。微陀螺因其具备体积小、成本低、可靠性高的优势而广泛应用在航空、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。
[0003]目前普遍采用的微陀螺仪控制方法需要解决驱动轴振荡幅值和频率的稳定控制问题及两轴频率的匹配问题，但是传统方法往往存在抗扰性差、灵活性低、调试复杂的缺点，并且在传统控制过程中，微陀螺因制造误差会在驱动轴和感应轴弹性系数和阻尼系数间产生耦合。这些缺陷使得传统微陀螺仪控制方法难以应用在高精度场合。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于自结构双反馈神经网络的非奇异终端分数阶滑模微陀螺仪系统控制方法，该方法能够补偿微陀螺仪因制造误差产生的参数扰动和耦合误差，改善微陀螺仪控制精度，提高控制系统的抗扰性。<br/>[0005]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微陀螺仪系统的控制方法，其特征在于，包括：构建微陀螺仪的数学模型；在微陀螺仪的数学模型的基础上构建微陀螺仪系统的非奇异终端分数阶滑模函数，获取用于控制微陀螺仪系统维持稳定状态的非奇异终端分数阶滑模控制律；构建微陀螺仪的自组织双反馈神经网络参数自适应调整算法代入非奇异终端分数阶滑模控制律形成新的微陀螺仪系统控制律，对微陀螺仪系统的参数扰动和耦合误差进行校准。2.如权利要求1所述的一种微陀螺仪系统的控制方法，其特征在于，所述微陀螺仪系统的非奇异终端分数阶滑模函数为：其中i＝1表示驱动轴方向，i＝2表示感应轴方向，s1表示驱动轴方向的滑模面，s2表示感应轴方向的滑模面，e
i
为对应i方向上的系统输出信号和期望信号之间的跟踪误差,为e
i
的导数，β
i
、p
i
、q
i
、λ
i
均为对应i方向上的非奇异终端分数阶滑模面参数，要求β
i
&gt;0，λ
i
&gt;0，p
i
&gt;q
i
&gt;0，且p
i
和q
i
均为正奇数，D
α
‑1e
i
是分数阶算子，α
i
‑
1是对应的分数阶阶次。3.如权利要求2所述的一种微陀螺仪系统的控制方法，其特征在于，所述非奇异终端分数阶滑模控制律由等效控制律和切换控制律两部分相加构成，非奇异终端分数阶滑模等效控制律为：其中μ
ri
是对应i方向上的期望信号，是对应i方向上期望信号的二阶导数，f
i
是陀螺仪系统对应i方向上中存在的不确定参数项，β
i
、p
i
、q
i
、λ
i
均为对应i方向上的非奇异终端分数阶滑模面参数，L
i
是对应i方向上外界干扰的上界值，s
i
对应i方向上的非奇异终端分数阶滑模面函数，D
α
e
i
是对应i方向上分数阶算子的导数；微陀螺仪系统在i方向上的非奇异终端分数阶滑模切换控制律为：η
i
和η
′
i
为对应i方向上的增益常数，满足η
i
&gt;0,η
′
i
&gt;0。4.如权利要求3所述的一种微陀螺仪系统的控制方法，其特征在于，所述自结构双反馈神经网络包括输入层、隶属度层和输出层，所述输入层的神经元连接微陀螺仪系统的输出信号和期望信号之间的跟踪误差e
i
，同时接收到输出层上一步反馈回来的输出信号exY
i
，将其放大一定倍数后，与跟踪误差e
i
一起作为输入量传递到网络的隶属度层，所述隶属度层的神经元完成隶属度函数的计算，其计算结果作为本层的输出信号不仅传递给输出层的神经元，还传递给隶属度层神经元的输入端，所述输出层将隶属度层传递的每一个隶属度函数结果与对应的权值相乘后再求和，并将求和的结果作为网络的输出信号。5.如权利要求4所述的一种微陀螺仪系统的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，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：