硅微機(jī)械陀螺儀滑模變結(jié)構(gòu)控制研究.pdf

1、硅微機(jī)械陀螺儀自問(wèn)世以來(lái)以其小體積、低成本、高可靠性等優(yōu)勢(shì)受到高度關(guān)注。微機(jī)械振動(dòng)式陀螺儀是基于哥氏效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)由哥氏加速度產(chǎn)生的質(zhì)量塊振動(dòng)，間接測(cè)量出載體的旋轉(zhuǎn)角速度。為保證陀螺儀的測(cè)量精度，需對(duì)其驅(qū)動(dòng)模態(tài)的振幅進(jìn)行精確的穩(wěn)定化控制。本課題針對(duì)陀螺儀驅(qū)動(dòng)模態(tài)的閉環(huán)控制問(wèn)題，研究基于滑?？刂扑惴ǖ耐勇輸?shù)字化閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)提高陀螺儀的性能有著重要意義。論文的主要工作內(nèi)容如下：
　?、倬C述微機(jī)械陀螺儀控制方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析

2、各類(lèi)控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，闡述滑?？刂品ǖ膬?yōu)勢(shì)及其發(fā)展歷程，確定了論文的主要內(nèi)容。
　?、谘芯苛斯栉C(jī)械陀螺儀的工作原理及其數(shù)學(xué)模型，依據(jù)陀螺閉環(huán)控制需求完成了滑模面和趨近律的設(shè)計(jì)，建立了微機(jī)械陀螺滑?？刂频睦碚撃Ｐ?，優(yōu)化了模型參數(shù)。
　　③研究了微陀螺滑?？刂葡到y(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)仿真。建立了 Simulink仿真模型，對(duì)系統(tǒng)的收斂速率、跟蹤誤差、滑模面的抖動(dòng)以及系統(tǒng)抗干擾能力等進(jìn)行了仿真分析。驗(yàn)證了控制器的有效性以及系統(tǒng)對(duì)瞬時(shí)和持續(xù)的

3、脈沖干擾、白噪聲干擾、環(huán)路增益變化等不同噪聲干擾的抑制能力。
　?、苎芯苛嘶？刂破鞯倪壿嬙O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。提出了基于實(shí)時(shí)頻率控制字調(diào)節(jié)的頻率跟蹤算法、基于實(shí)時(shí)相位控制字調(diào)節(jié)的相位同步算法和實(shí)時(shí)偏置跟蹤的新型積分算法。設(shè)計(jì)了參考信號(hào)、頻率跟蹤、相位同步、積分環(huán)節(jié)、控制器等模塊，通過(guò)Modelsim仿真驗(yàn)證了各模塊功能及控制系統(tǒng)的可行性。
　?、荽罱▽?shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)各個(gè)模塊功能和整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文設(shè)計(jì)