[发明专利]一种陀螺速度稳定控制装置和方法

权利要求书

1.一种陀螺速度稳定控制装置，其特征在于包括：顺序连接的跟随器、第一放大器、比较器、微处理器、D/A、第二放大器、功率放大器和陀螺驱动；所述跟随器、第一放大器将来自传感器的陀螺反馈信号经过进行信号放大；所述比较器将正弦的陀螺反馈信号整形成方波信号输入至微处理器；所述微处理器输出控制信号经D/A、第二放大器、功率放大器进行信号放大后，输出至陀螺驱动使陀螺持续旋转；其中，微处理器利用模糊PID控制算法和正弦波发生器得到控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种陀螺速度稳定控制装置，其特征在于：所述陀螺反馈信号包括陀螺转子的位置和转速。

3.一种陀螺速度稳定控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）查询陀螺转子的转动周期是否到来；

2）如果到来，则对陀螺转子进行转速测量；如果没有到来，则返回步骤1）；

3）计算测量的转速和设定转速的差值以及差值的增量作为模糊控制的输入；

4）对陀螺转子的转速进行模糊控制并得到PID的控制参数；包括比例参数和积分参数；

5）将设定转速作为目标值，测量转速作为反馈值，利用模糊控制得到的PID控制参数对陀螺转子进行PID控制，输出控制量；

6）将PID控制输出的控制量通过正弦波发生器生成控制信号，并返回步骤1）；

7）该控制信号经D/A进行数模转换后，经放大器、功率放大器进行信号放大后通过陀螺驱动控制陀螺。

4.根据权利要求3所述的一种陀螺速度稳定控制方法，其特征在于：所述步骤4）中对陀螺转子的转速进行模糊控制并及时调整PID的控制参数包括：

A．当差值与差值增量同号时，比例参数取隶属度函数中PB的对应输出值，积分参数取隶属度函数中NB的对应输出值；

B.当差值与差值增量异号时，如果偏差绝对值≥偏差变化率绝对值时，比例参数取隶属度函数中NB的对应输出值，积分参数取隶属度函数中PB的对应输出值；如果偏差绝对值＜偏差变化率绝对值，比例参数与积分参数均取隶属度函数中NB的对应输出值。

5.根据权利要求3所述的一种陀螺速度稳定控制方法，其特征在于：

所述步骤5）中的正弦波发生器生成控制信号具体为：将陀螺反馈的位置信号作为相位，根据PID控制输出的转速信号来调整幅度和频率，根据得到的相位、幅度和频率确定正弦波并输出。