[发明专利]微陀螺仪的自适应反演控制系统及方法

权利要求书

1.微陀螺仪的自适应反演控制系统，其特征在于：包括：

参考轨迹模块（101），用于输出微陀螺仪两轴振动的参考轨迹，包括位置、速度及加速度信号；

中间信号生成模块（102），用于接收参考轨迹及微陀螺仪系统的输出，并产生自适应反演控制器设计过程中的中间信号输出；

自适应反演控制器（103），用于接收中间信号，并产生自适应反演控制器输出；

参数自适应机制模块（104），用于接收中间信号，并产生自适应反演控制器参数更新算法；

角速度估计模块（105），用于接收参数自适应机制模块的输出信号，并产生外界角速度估计值输出；

微陀螺仪系统（106），被控对象的数学模型，考虑了机械噪声的影响，接收自适应反演控制器输出信号，输出微陀螺仪振动部件的位置和速度信息。

2.基于权利要求1所述的微陀螺仪的自适应反演控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤，

1）基于反演设计方法，建立微陀螺仪的无量纲动力学模型；

2）设计自适应反演控制器；

3）设计参数自适应算法；

4）角速度估计模块（105）基于所述步骤3）的自适应算法计算输入角速率的实时估计值。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述步骤1），建立微陀螺仪的无量纲动力学模型，具体为：

1-1）考虑机械噪声的存在，两轴微陀螺仪的动力学方程的无量纲向量形式为：

q··+Dq·+Kq=u-2Ωq·+d---(2)]]>

式中，q=xy]]>为微陀螺仪的振动轨迹，u=uxuy]]>微陀螺仪的控制输入，d=dxdy,]]>D=dxxdxydxydyy,]]>K=kxxkxykxykyy,]]>Ω=0-ΩzΩz0]]>

x,y分别表示微陀螺仪的质量块在振动两轴的位置；d_xx,d_xy,d_yy为微陀螺仪的内部阻尼系数；k_xx,k_xy,k_yy为微陀螺仪的内部弹力系数；Ω_z是微陀螺仪的输入角速率；d_x,d_y表示微陀螺仪系统的内部机械噪声；

1-2）根据反演设计技术，将微陀螺仪的动力学模型式（2）变换为如下形式，

X·1=X2X·2=-(D+2Ω)X2-KX1+u+d---(4)]]>

式中，X₁＝q,