[发明专利]微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法

权利要求书

1.微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立微陀螺仪的非量纲动力学方程；

2)根据Lyapunov理论设计得到动态滑模控制律，并将其作用于微陀螺仪系统的控制输入的导数；

3)根据Lyapunov理论设计模糊自适应律，实时在线调节微陀螺仪系统，确保全局渐进稳定性。

2.根据权利要求1所述的微陀螺仪的反演自适应模糊动态滑模控制方法，其特征在于，所述步骤1)建立微陀螺仪的非量纲动力学方程包括以下步骤：

1-1)对z轴微陀螺仪而言，微陀螺仪的质量块被限制只能在x-y平面内运动，而不能沿z轴运动，假定输入角速度在足够长的时间内保持不变，得到如下的动力学方程：

mx··+dxxx·+[kxx-m(Ωy2+Ωz2)]x+mΩxΩyy=ux+2mΩzy·my··+dyyy·+[kyy-m(Ωx2+Ωz2)]y+mΩxΩyx=uy-2mΩzx·---(1)]]>

其中，m为微陀螺仪的质量，x,y是质量块在微陀螺仪旋转系中的笛卡尔坐标，d_xx,d_yy分别表示两轴的阻尼系数，k_xx,k_yy分别表示两轴的弹簧系数，Ω_x，Ω_y，Ω_z是角速度沿x,y,z三个轴方向的分量，u_x，u_y是x,y两轴的控制输入；

1-2)由制造过程中产生的误差造成的微陀螺仪结构不对称引起两轴附加耦合，再考虑制造缺陷和加工误差，实际微陀螺仪集中参数数学模型为：

mx··+dxxx·+dxyy·+kxxx+kxyy=ux+2mΩzy·my··+dxyx·+dyyy·+kxyx+kyyy·=uy-2mΩzx·---(2)]]>

其中，k_xy,d_xy分别为耦合的弹簧系数和阻尼系数；

1-3)将式(2)的两侧同除以微陀螺仪的质量m、参考长度q₀、两轴的共振频率的平方，得到如下非量纲化方程：

x··+Dxxx·+Dxyy·+wx2x+wxyy=ux+2Ωz0y·y··+Dxyx·+Dyyy·+wxyx+wy2y=uy-2Ωz0x·---(3)]]>

其中：dxxmw02→Dxx,dxymw02→Dxy,dyymw02→Dyy,kxxmw02→wx2,kxymw02→wxy,kyymw02→wy2,Ωzw02→Ωz0;]]>

1-4)将式(3)写成向量形式为：

q··+Dq·+Kq=u-2Ωq·---(4)]]>

其中，q=xy,D=DxxDxyDxyDyy,K=wx2wxywxywy2,u=uxuy,Ω=0-Ωz0Ωz00.]]>