[发明专利]微陀螺仪系统的间接自适应模糊滑模控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微陀螺仪的控制方法，特别涉及一种微陀螺仪系统的间接自适应模糊滑模控制方法。

背景技术

微陀螺仪是测量角速度的传感器，因其在结构、体积、成本方面的优势而广泛应用在航空、航海生物医药、汽车、军事和消费电子产品等领域中。但是，由于生产制造过程中的误差存在和环境温度的影响，造成原件特性与设计之间的差异，导致存在耦合的刚度系数和阻尼系数，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，存在参数的不确定性和外界干扰，使得微陀螺仪的轨迹追踪控制难以实现，且鲁棒性较低。传统的控制方法完全基于微陀螺仪的精确模型设计，且忽略正交误差和外界扰动的作用，虽然在大部分情况下系统仍是稳定的，但追踪效果远不理想，这种针对单一环境设计的控制器具有很大的使用局限性。

根据所采用的规则形式的不同，自适应模糊滑模控制可以分为两种形式：直接自适应模糊滑模控制和间接自适应模糊滑模控制。直接自适应模糊控制是根据实际的系统输出和理想参考模型输出之间的误差，来直接设计模糊控制器，利用的是被控对象的知识；间接自适应模糊控制是首先通过在线模糊逼近被控对象的模型，然后根据所得模型与参考模型的偏差值在线设计控制器，利用的是控制知识。

发明内容

本发明是为避免参数不确定性和外界干扰对三轴微陀螺仪控制系统的影响，提供了一种间接自适应模糊滑模控制方法，该间接自适应模糊滑模控制方法不需要知道系统的精确数学模型，可以补偿参数不确定性和环境干扰，并且可以有效的降低传统滑模控制方法中的抖振现象。

本发明采用的技术方案是：

微陀螺仪系统的间接自适应模糊滑模控制方法，包括以下步骤，

（1）建立微陀螺仪的三轴非量纲动态方程；

（2）确定微陀螺仪系统的参考模型；

（3）设计间接自适应模糊滑模控制器，将控制器的输出作为微陀螺仪系统的控制输入u，具体为：用自适应模糊系统的输出逼近微陀螺仪系统的未知项f，用自适应模糊系统的输出逼近滑模切换项ηsgn(s)，得到间接自适应模糊滑模控制律为，

其中，f^=f^1f^2f^3T=θf1Tξ(x1)θf2Tξ(x2)θf3Tξ(x3)T,]]>