專利名稱：基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微陀螺儀的追蹤控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于線性化反饋的自適應(yīng)模糊滑?？刂萍右愿倪M(jìn)并用于用于微陀螺儀的追蹤控制方法。
背景技術(shù)：
陀螺儀是慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)的基本測(cè)量元件。但實(shí)際上，生產(chǎn)制造過(guò)程中的制造誤差和環(huán)境溫度的影響導(dǎo)致耦合的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的存在，從而產(chǎn)生機(jī)械和靜電力形式的系統(tǒng)固有干擾，造成原件特性與設(shè)計(jì)之間的差異，降低了微陀螺儀的靈敏度和精度。此外，陀螺儀本身屬于多輸入多輸出系統(tǒng)，參數(shù)的不確定和外界干擾會(huì)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)造成波動(dòng)。 而傳統(tǒng)控制方法集中在對(duì)驅(qū)動(dòng)軸振蕩幅值和頻率穩(wěn)定以及兩軸頻率匹配的控制上，未考慮參數(shù)變動(dòng)，環(huán)境變化影響等問(wèn)題。模糊控制是以模糊集理論、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種智能控制方法，它首先將操作人員或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)編程模糊規(guī)則，然后將來(lái)傳感器的實(shí)時(shí)信號(hào)模糊化，將模糊化得信號(hào)作為模糊規(guī)則的輸入，完成模糊推理，將推理后得到的輸出量加到執(zhí)行器上。自適應(yīng)模糊控制是具有自適應(yīng)學(xué)習(xí)的模糊邏輯系統(tǒng)，其可以任意設(shè)定控制器參數(shù)的初值，然后通過(guò)設(shè)計(jì)控制器參數(shù)的自適應(yīng)算法，實(shí)時(shí)在線更新控制器參數(shù)，來(lái)保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性?；？刂瓶梢愿鶕?jù)系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)有目的地不斷變化，迫使系統(tǒng)按照預(yù)定的滑動(dòng)模態(tài)的狀態(tài)軌跡運(yùn)動(dòng)。該方法的缺點(diǎn)在于當(dāng)狀態(tài)軌跡到達(dá)滑模面后，難于嚴(yán)格地沿著滑模面向著平衡點(diǎn)滑動(dòng)，而是在滑模面兩側(cè)來(lái)回穿越， 從而產(chǎn)生抖振。模糊滑模控制將模糊控制和滑?？刂葡嘟Y(jié)合，模糊控制可以不依賴系統(tǒng)的模型，而滑?？刂频目刂颇繕?biāo)從跟蹤誤差轉(zhuǎn)為滑模函數(shù)，只要施加控制使滑模函數(shù)蠶為零，跟蹤誤差將漸進(jìn)到零，模糊控制柔化控制信號(hào)，減輕和避免了一般滑?？刂频亩墩瘛?br>
發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)微陀螺儀控制系統(tǒng)未考慮參數(shù)變動(dòng)，環(huán)境變化影響，導(dǎo)致控制精度較低等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種對(duì)微陀螺儀進(jìn)行有效、可靠的控制，且保證系統(tǒng)全局穩(wěn)定性的基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，其特征在于包括以下步驟
α)、根據(jù)線性化反饋技術(shù)和微陀螺儀動(dòng)態(tài)方程設(shè)計(jì)控制律
權(quán)利要求
1. 一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、根據(jù)線性化反饋技術(shù)和微陀螺儀動(dòng)態(tài)方程設(shè)計(jì)控制律k，基于i(2)、采用模糊系統(tǒng),函數(shù)〗z將滑?？刂萍拥娇刂坡芍械玫交？刂坡?，其中滑模面設(shè)計(jì)為jI逼近實(shí)際系統(tǒng)I得到模糊滑模控制律(3)、基于;函數(shù)r)確定模糊滑模控制律中參數(shù)J3的自適應(yīng)Wi(4)、利用模糊逼近誤差大于等于最小逼近誤差_，將控制律中的參數(shù)Jfc巧妙的選取為逼近誤差的絕對(duì)值加上一個(gè)大于零的常數(shù)即i.= /(!^今-？丨？力略丨^，保證系統(tǒng)的無(wú)條件穩(wěn)定，且加快系統(tǒng)的響應(yīng)和減少系統(tǒng)的抖振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，其特征在于所述(1)步驟包括以下步驟1)、實(shí)際微陀螺儀的集總參數(shù)數(shù)學(xué)模型為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，其特征 在于所述(2)步驟包括以下步驟設(shè)模糊系統(tǒng)由i條■形式的模糊規(guī)則構(gòu)成
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，其特征在于所述(3)步驟包括以下步驟定義最優(yōu)參數(shù)為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，其特征在于所述(4)步驟包括以下步驟 將尹簡(jiǎn)化為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于自適應(yīng)模糊滑模的微陀螺儀追蹤控制方法，根據(jù)線性化反饋技術(shù)和微陀螺儀動(dòng)態(tài)方程設(shè)計(jì)控制律，基于方法將滑模控制加到控制律中得到滑?？刂坡?，采用模糊系統(tǒng)逼近實(shí)際系統(tǒng)，得到模糊滑模控制律，基于方法確定參數(shù)的自適應(yīng)律。利用模糊逼近誤差大于等于最小逼近誤差，將控制律中的參數(shù)選取為逼近誤差的絕對(duì)值加上一個(gè)大于零的常數(shù)即，保證了系統(tǒng)的無(wú)條件穩(wěn)定，且加快了系統(tǒng)的響應(yīng)和減少系統(tǒng)的抖振。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)微陀螺儀控制系統(tǒng)未考慮參數(shù)變動(dòng)，環(huán)境變化影響，導(dǎo)致控制精度較低等問(wèn)題，能夠在由于制造誤差而引起的參數(shù)不確定或未知和存在環(huán)境干擾的情況下，對(duì)微陀螺儀進(jìn)行有效、可靠的控制，且保證系統(tǒng)全局的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G05B13/04GK102393639SQ201110316518
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者王世濤, 費(fèi)峻濤 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)