[發(fā)明專利]主動(dòng)式半捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精確控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210078220.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102608912A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊;李杰;張曉明;劉喆;石云波;唐軍;郭濤;鮑愛(ài)達(dá);楊衛(wèi);秦麗;馬喜宏;崔星;趙詣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B11/42
• 分類號(hào): G05B11/42;G01C21/18
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種主動(dòng)式半捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精確控制方法，其特征在于：該方法是采用如下步驟實(shí)現(xiàn)的：

a.采用大量程陀螺、小量程陀螺、高速模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)化采集電路構(gòu)成轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)合測(cè)量-轉(zhuǎn)速誤差補(bǔ)償系統(tǒng)；大量程陀螺安裝于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）軸向，用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）在高轉(zhuǎn)速情況下的轉(zhuǎn)速采集；小量程陀螺安裝于慣性測(cè)量裝置（2）軸向，用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）在極低轉(zhuǎn)速情況下的轉(zhuǎn)速采集，以及用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）在高轉(zhuǎn)速情況下對(duì)大量程陀螺的測(cè)量誤差進(jìn)行補(bǔ)償；高速模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)化采集電路安裝于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)大量程陀螺和小量程陀螺的同步高速采集；

b.采用兩個(gè)高精度加速度計(jì)構(gòu)成陀螺g值敏感性補(bǔ)償系統(tǒng)；兩個(gè)高精度加速度計(jì)分別安裝于大量程陀螺附近處與小量程陀螺附近處，分別用于對(duì)大量程陀螺和小量程陀螺所受到的重力加速度進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而補(bǔ)償大量程陀螺與小量程陀螺在測(cè)量過(guò)程中因重力影響而產(chǎn)生的測(cè)量誤差；

c.采用逐次逼近PID整定方法對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PID控制器進(jìn)行參數(shù)整定；通過(guò)大量程陀螺輸出的采樣值建立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）的階躍響應(yīng)曲線；通過(guò)小量程陀螺輸出的采樣值解算驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的誤差量；采用模糊控制方法逐次微調(diào)整驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PID控制器的參數(shù)；采用Ziegler-Nichols常規(guī)整定方法對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PID控制器的參數(shù)進(jìn)行整定；

d.采用具有高響應(yīng)速度和能夠精確定位的伺服電機(jī)與高精度編碼器構(gòu)成高動(dòng)態(tài)響應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)；伺服電機(jī)與高精度編碼器根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PID控制器的參數(shù)作出實(shí)時(shí)快速準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)速響應(yīng)，并隨時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）的微小旋轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式半捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精確控制方法，其特征在于：所述步驟a中，大量程陀螺的敏感軸和小量程陀螺的敏感軸均指向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）軸向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式半捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精確控制方法，其特征在于：所述步驟b中，兩個(gè)高精度加速度計(jì)的敏感軸均與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）的橫滾軸垂直。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式半捷聯(lián)慣性測(cè)量裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精確控制方法，其特征在于：所述步驟c中，建立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)的階躍響應(yīng)曲線后，求得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：????????????????????????????????????????????????；式中，、、均為特征參數(shù)；值為大量程陀螺輸出的連續(xù)兩次采樣值的比值；值為大量程陀螺單次采樣時(shí)間的值；通過(guò)小量程陀螺輸出的連續(xù)三次采樣值解算驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)（1）實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的誤差量，并將解算出的誤差量作為模糊控制的變量；然后根據(jù)模糊控制權(quán)值表計(jì)算驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PID控制器的實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之間的差值變化趨勢(shì)權(quán)值，進(jìn)而根據(jù)權(quán)值計(jì)算出值；而后將值、值、值代入Z-N整定表，根據(jù)Z-N整定表對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的PID控制器的參數(shù)進(jìn)行整定。