[發明專利]微陀螺儀自適應高階超扭曲滑??刂品椒?/span>在審
| 申請號: | 201711084396.2 | 申請日: | 2017-11-07 |
| 公開(公告)號: | CN107831660A | 公開(公告)日: | 2018-03-23 |
| 發明(設計)人: | 馮治琳;費峻濤;王歡 | 申請(專利權)人: | 河海大學常州校區 |
| 主分類號: | G05B13/04 | 分類號: | G05B13/04 |
| 代理公司: | 南京縱橫知識產權代理有限公司32224 | 代理人: | 董建林,張賞 |
| 地址: | 213022 江蘇*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 陀螺儀 自適應 高階超 扭曲 控制 方法 | ||
1.微陀螺儀自適應高階超扭曲滑??刂品椒?,其特征在于,包括以下步驟:
1)將微陀螺儀系統簡化為一個由質量塊和彈簧構成的有阻尼振蕩系統,建立微陀螺儀系統的無量綱數學模型;
2)設計參考模型;
3)設計滑模面;
4)采用等效滑??刂婆c超扭曲控制相結合的方法設計自適應高階超扭曲滑??刂破鳎O計控制律如下:
u=ueq+usw(9)
其中,u為控制律,ueq為等效控制律,usw為切換控制律;
5)設計微陀螺儀系統不確定參數的自適應律,并采用Lyapunov函數對微陀螺儀系統進行穩定性分析,確保系統漸近穩定性。
2.根據權利要求1所述的微陀螺儀自適應高階超扭曲滑模控制方法,其特征在于,所述建立微陀螺儀系統的無量綱數學模型包括以下步驟:
1-1)根據旋轉系中的牛頓定律,綜合考慮各種制造誤差對微螺陀儀的影響,得到微陀螺儀的數學模型為:
其中,m是質量塊的質量,x,y為質量塊在驅動軸和感測軸兩軸的位置向量,dxx,dyy表示x,y兩軸的阻尼系數,kxx,kyy分別是x,y兩軸的彈簧系數,ux,uy是表示x,y兩軸的控制輸入,kxy,dxy是制造誤差引起的耦合彈簧系數和阻尼系數,Ωz表示微陀螺儀工作環境中的角速度,是科里奧利力;
1-2)將微陀螺儀的數學模型式(1)的兩側同時除以微陀螺儀質量塊的質量m,參考長度q0,兩軸的共振頻率的平方ω02,得到無量綱化的數學模型如下:
各無量綱量的表達式為:
符號“→”表示符號左邊的量用符號右邊的量來代替;
1-3)將無量綱化的數學模型式(2)改寫為向量形式:
1-4)考慮微陀螺儀系統的參數不確定性和外界干擾,微陀螺儀系統的數學模型修改為:
其中,ΔD為慣性矩陣D+2Ω的未知參數的不確定性,ΔK為矩陣K的未知參數的不確定性,d是外界干擾;
1-5)令式(5)表示為:
其中:
為系統的集總參數不確定性和外界干擾,其導數滿足δ為集總參數不確定性和外界干擾導數的上界值。
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