[发明专利]基于模型参考自适应控制微陀螺仪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陀螺仪的控制方法，特别是涉及一种基于模型参考自适应控制微陀螺仪的方法，属于控制系统技术领域。

背景技术

微陀螺仪是测量角速率的惯性传感器，与传统陀螺仪相比，微陀螺仪在体积和成本上有着巨大的优势，因此有着广阔的应用市场，比如在导航制导、消费电子、航海和国防上。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对系统参数的造成的波动，补偿制造误差和测量角速度成为微陀螺仪控制的主要问题。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，存在未考虑参数变动，环境变化影响恶劣，不能解决零角速率输出等问题。

由此可见，上述现有的陀螺仪在使用上，显然仍存在不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的陀螺仪在控制使用上存在的缺陷，而提供一种基于模型参考自适应控制微陀螺仪的方法，将模型参考自适应控制方法应用到微陀螺仪控制上，以补偿制造误差和环境干扰，并且正确估计出角速率，采用基于Lyapunov方法设计的自适应算法，确保整个控制系统的全局渐进稳定性，提高了系统的可靠性和对参数变化的鲁棒性，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。由于自适应控制方法适应于结构确定、参数未知或不确定的系统，在具体的应用过程中，不需要知道微陀螺仪参数的具体值，可以任意设定控制器参数的初值，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，能够保证系统全局的稳定性并且正确估计出所有未知对象参数和角速率。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明的一种基于模型参考自适应控制微陀螺仪的方法，应用于包括陀螺仪的控制器中，其特征在于，利用模型参考自适应控制方法对微陀螺仪进行控制，以补偿制造误差和环境干扰，同时测量角速度，包括如下步骤：

(1)建立理想动力学模型

设计参考模型为两个不同频率的正弦波：x_m＝A₁sin(w₁t)，y_m＝A₂sin(w₂t)，其中w₁≠w₂且都不为零，写成状态空间形式为：X·m=AmXm;]]>