[發(fā)明專利]微陀螺儀的自適應(yīng)反演控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310245167.X
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103345155A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊玉正;費(fèi)峻濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.微陀螺儀的自適應(yīng)反演控制系統(tǒng)，其特征在于：包括：

參考軌跡模塊（101），用于輸出微陀螺儀兩軸振動的參考軌跡，包括位置、速度及加速度信號；

中間信號生成模塊（102），用于接收參考軌跡及微陀螺儀系統(tǒng)的輸出，并產(chǎn)生自適應(yīng)反演控制器設(shè)計過程中的中間信號輸出；

自適應(yīng)反演控制器（103），用于接收中間信號，并產(chǎn)生自適應(yīng)反演控制器輸出；

參數(shù)自適應(yīng)機(jī)制模塊（104），用于接收中間信號，并產(chǎn)生自適應(yīng)反演控制器參數(shù)更新算法；

角速度估計模塊（105），用于接收參數(shù)自適應(yīng)機(jī)制模塊的輸出信號，并產(chǎn)生外界角速度估計值輸出；

微陀螺儀系統(tǒng)（106），被控對象的數(shù)學(xué)模型，考慮了機(jī)械噪聲的影響，接收自適應(yīng)反演控制器輸出信號，輸出微陀螺儀振動部件的位置和速度信息。

2.基于權(quán)利要求1所述的微陀螺儀的自適應(yīng)反演控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括以下步驟，

1）基于反演設(shè)計方法，建立微陀螺儀的無量綱動力學(xué)模型；

2）設(shè)計自適應(yīng)反演控制器；

3）設(shè)計參數(shù)自適應(yīng)算法；

4）角速度估計模塊（105）基于所述步驟3）的自適應(yīng)算法計算輸入角速率的實時估計值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述步驟1），建立微陀螺儀的無量綱動力學(xué)模型，具體為：

1-1）考慮機(jī)械噪聲的存在，兩軸微陀螺儀的動力學(xué)方程的無量綱向量形式為：

q··+Dq·+Kq=u-2Ωq·+d---(2)]]>

式中，q=xy]]>為微陀螺儀的振動軌跡，u=uxuy]]>微陀螺儀的控制輸入，d=dxdy,]]>D=dxxdxydxydyy,]]>K=kxxkxykxykyy,]]>Ω=0-ΩzΩz0]]>

x,y分別表示微陀螺儀的質(zhì)量塊在振動兩軸的位置；d_xx,d_xy,d_yy為微陀螺儀的內(nèi)部阻尼系數(shù)；k_xx,k_xy,k_yy為微陀螺儀的內(nèi)部彈力系數(shù)；Ω_z是微陀螺儀的輸入角速率；d_x,d_y表示微陀螺儀系統(tǒng)的內(nèi)部機(jī)械噪聲；

1-2）根據(jù)反演設(shè)計技術(shù)，將微陀螺儀的動力學(xué)模型式（2）變換為如下形式，

X·1=X2X·2=-(D+2Ω)X2-KX1+u+d---(4)]]>

式中，X₁＝q,