[發明專利]一種陀螺速度穩定控制裝置和方法

有效

• 申請號: 201210375719.4
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103713518A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 王恩德;佟新鑫;朱丹;侯緒奎;曹暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

1.一種陀螺速度穩定控制裝置，其特征在于包括：順序連接的跟隨器、第一放大器、比較器、微處理器、D/A、第二放大器、功率放大器和陀螺驅動；所述跟隨器、第一放大器將來自傳感器的陀螺反饋信號經過進行信號放大；所述比較器將正弦的陀螺反饋信號整形成方波信號輸入至微處理器；所述微處理器輸出控制信號經D/A、第二放大器、功率放大器進行信號放大后，輸出至陀螺驅動使陀螺持續旋轉；其中，微處理器利用模糊PID控制算法和正弦波發生器得到控制信號。

2.根據權利要求1所述的一種陀螺速度穩定控制裝置，其特征在于：所述陀螺反饋信號包括陀螺轉子的位置和轉速。

3.一種陀螺速度穩定控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1）查詢陀螺轉子的轉動周期是否到來；

2）如果到來，則對陀螺轉子進行轉速測量；如果沒有到來，則返回步驟1）；

3）計算測量的轉速和設定轉速的差值以及差值的增量作為模糊控制的輸入；

4）對陀螺轉子的轉速進行模糊控制并得到PID的控制參數；包括比例參數和積分參數；

5）將設定轉速作為目標值，測量轉速作為反饋值，利用模糊控制得到的PID控制參數對陀螺轉子進行PID控制，輸出控制量；

6）將PID控制輸出的控制量通過正弦波發生器生成控制信號，并返回步驟1）；

7）該控制信號經D/A進行數模轉換后，經放大器、功率放大器進行信號放大后通過陀螺驅動控制陀螺。

4.根據權利要求3所述的一種陀螺速度穩定控制方法，其特征在于：所述步驟4）中對陀螺轉子的轉速進行模糊控制并及時調整PID的控制參數包括：

A．當差值與差值增量同號時，比例參數取隸屬度函數中PB的對應輸出值，積分參數取隸屬度函數中NB的對應輸出值；

B.當差值與差值增量異號時，如果偏差絕對值≥偏差變化率絕對值時，比例參數取隸屬度函數中NB的對應輸出值，積分參數取隸屬度函數中PB的對應輸出值；如果偏差絕對值＜偏差變化率絕對值，比例參數與積分參數均取隸屬度函數中NB的對應輸出值。

5.根據權利要求3所述的一種陀螺速度穩定控制方法，其特征在于：

所述步驟5）中的正弦波發生器生成控制信號具體為：將陀螺反饋的位置信號作為相位，根據PID控制輸出的轉速信號來調整幅度和頻率，根據得到的相位、幅度和頻率確定正弦波并輸出。