[发明专利]微陀螺仪的鲁棒自适应控制方法

摘要

本发明公开了一种微陀螺仪的鲁棒自适应控制方法，应用于包括微陀螺仪的控制器中，包括以下步骤：建立理想动力学模型；建立微陀螺仪的无量纲动力学模型；设计滑模函数并使滑模函数对时间的导数为零得到控制规律，在此控制规律的基础上加上反馈项和鲁棒项，作为本发明的鲁棒自适应控制规律；基于Lyapunov函数方法控制微陀螺仪，设计自适应律。本发明在控制规律中加入反馈项，使微陀螺两轴振动轨迹跟踪和参数估计速度极大的提高，且振动幅值减小；在控制规律中加入鲁棒项，消除了外界干扰和参数不确定性，改善了系统的鲁棒性和动态特性；采用基于Lyapunov方法设计自适应律，保证整个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。

主权项

1.微陀螺仪的鲁棒自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）建立理想动力学模型；（2）建立微陀螺仪的无量纲动力学方程（3）设计基于滑模函数的鲁棒自适应控制规律，具体包括（3-1）定义滑模函数s，（3-2）对滑模函数s求导，并将其整理成带有参数误差向量的形式，得到s·=u+f-Yθ*+Q;]]>（3-3）使得到等效控制u_eq，u_eq=Yθ^*-Q-f；（3-4）增加反馈项和鲁棒项，设计鲁棒自适应控制规律φ为φ=Yθ-Q+u_s1+u_s2，式中，u_s1=-k_ss为反馈项，u_s2=-ηtanh(s)为鲁棒项，θ为参数误差向量θ^*的估计值，k_s为反馈系数，η为鲁棒系数，u为微陀螺仪的控制输入，f为微陀螺仪的外界干扰c=c100c2>0]]>为正定对称矩阵，e=q-q_m为跟踪误差；Y=x·y·0-2yxy00x·y·2x0xy,]]>θ*=dxxdxydyyΩzwx2wxywy2T,]]>Q=c(q·-q·m)+Kmqm,ks=ks100ks2,η=η100η2>0]]>将鲁棒自适应控制规律φ作为微陀螺仪的控制输入；（4）基于Lyapunov函数方法设计鲁棒自适应律，确保系统的全局稳定性。