专利名称：基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法
技术领域：
本发明属于微陀螺仪的追踪控制技术领域，特别是涉及一种基于线性化反馈的自适应模糊滑模控制加以改进并用于用于微陀螺仪的追踪控制方法。
背景技术：
陀螺仪是惯性导航与制导的基本测量元件。但实际上，生产制造过程中的制造误差和环境温度的影响导致耦合的刚度系数和阻尼系数的存在，从而产生机械和静电力形式的系统固有干扰，造成原件特性与设计之间的差异，降低了微陀螺仪的灵敏度和精度。此外，陀螺仪本身属于多输入多输出系统，参数的不确定和外界干扰会对系统参数造成波动。 而传统控制方法集中在对驱动轴振荡幅值和频率稳定以及两轴频率匹配的控制上，未考虑参数变动，环境变化影响等问题。模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它首先将操作人员或专家经验编程模糊规则，然后将来传感器的实时信号模糊化，将模糊化得信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后得到的输出量加到执行器上。自适应模糊控制是具有自适应学习的模糊逻辑系统，其可以任意设定控制器参数的初值，然后通过设计控制器参数的自适应算法，实时在线更新控制器参数，来保证控制系统的稳定性。滑模控制可以根据系统在动态过程中系统的当前状态有目的地不断变化，迫使系统按照预定的滑动模态的状态轨迹运动。该方法的缺点在于当状态轨迹到达滑模面后，难于严格地沿着滑模面向着平衡点滑动，而是在滑模面两侧来回穿越， 从而产生抖振。模糊滑模控制将模糊控制和滑模控制相结合，模糊控制可以不依赖系统的模型，而滑模控制的控制目标从跟踪误差转为滑模函数，只要施加控制使滑模函数蠶为零，跟踪误差将渐进到零，模糊控制柔化控制信号，减轻和避免了一般滑模控制的抖振。
发明内容
为了解决传统微陀螺仪控制系统未考虑参数变动，环境变化影响，导致控制精度较低等问题，本发明提供了一种对微陀螺仪进行有效、可靠的控制，且保证系统全局稳定性的基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法。为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是
一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，其特征在于包括以下步骤
α)、根据线性化反馈技术和微陀螺仪动态方程设计控制律
权利要求
1. 一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，其特征在于包括以下步骤 (1)、根据线性化反馈技术和微陀螺仪动态方程设计控制律k，基于i(2)、采用模糊系统,函数〗z将滑模控制加到控制律中得到滑模控制律，其中滑模面设计为jI逼近实际系统I得到模糊滑模控制律(3)、基于;函数r)确定模糊滑模控制律中参数J3的自适应Wi(4)、利用模糊逼近误差大于等于最小逼近误差_，将控制律中的参数Jfc巧妙的选取为逼近误差的绝对值加上一个大于零的常数即i.= /(!^今-？丨？力略丨^，保证系统的无条件稳定，且加快系统的响应和减少系统的抖振。
2.根据权利要求1所述的一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，其特征在于所述(1)步骤包括以下步骤1)、实际微陀螺仪的集总参数数学模型为
3.根据权利要求2所述的一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，其特征 在于所述(2)步骤包括以下步骤设模糊系统由i条■形式的模糊规则构成
4.根据权利要求3所述的一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，其特征在于所述(3)步骤包括以下步骤定义最优参数为
5.根据权利要求4所述的一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，其特征在于所述(4)步骤包括以下步骤 将尹简化为
全文摘要
本发明公开了一种基于自适应模糊滑模的微陀螺仪追踪控制方法，根据线性化反馈技术和微陀螺仪动态方程设计控制律，基于方法将滑模控制加到控制律中得到滑模控制律，采用模糊系统逼近实际系统，得到模糊滑模控制律，基于方法确定参数的自适应律。利用模糊逼近误差大于等于最小逼近误差，将控制律中的参数选取为逼近误差的绝对值加上一个大于零的常数即，保证了系统的无条件稳定，且加快了系统的响应和减少系统的抖振。本发明解决了传统微陀螺仪控制系统未考虑参数变动，环境变化影响，导致控制精度较低等问题，能够在由于制造误差而引起的参数不确定或未知和存在环境干扰的情况下，对微陀螺仪进行有效、可靠的控制，且保证系统全局的稳定性。
文档编号G05B13/04GK102393639SQ201110316518
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者王世涛, 费峻涛 申请人:河海大学常州校区