硅微機械陀螺儀滑模變結(jié)構控制研究.pdf

1、硅微機械陀螺儀自問世以來以其小體積、低成本、高可靠性等優(yōu)勢受到高度關注。微機械振動式陀螺儀是基于哥氏效應，通過檢測由哥氏加速度產(chǎn)生的質(zhì)量塊振動，間接測量出載體的旋轉(zhuǎn)角速度。為保證陀螺儀的測量精度，需對其驅(qū)動模態(tài)的振幅進行精確的穩(wěn)定化控制。本課題針對陀螺儀驅(qū)動模態(tài)的閉環(huán)控制問題，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：
　　①綜述微機械陀螺儀控制方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析

2、各類控制方法的優(yōu)缺點，闡述滑模控制法的優(yōu)勢及其發(fā)展歷程，確定了論文的主要內(nèi)容。
　　②研究了硅微機械陀螺儀的工作原理及其數(shù)學模型，依據(jù)陀螺閉環(huán)控制需求完成了滑模面和趨近律的設計，建立了微機械陀螺滑?？刂频睦碚撃Ｐ?，優(yōu)化了模型參數(shù)。
　?、垩芯苛宋⑼勇莼？刂葡到y(tǒng)的系統(tǒng)級仿真。建立了 Simulink仿真模型，對系統(tǒng)的收斂速率、跟蹤誤差、滑模面的抖動以及系統(tǒng)抗干擾能力等進行了仿真分析。驗證了控制器的有效性以及系統(tǒng)對瞬時和持續(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計與實現(xiàn)方法。提出了基于實時頻率控制字調(diào)節(jié)的頻率跟蹤算法、基于實時相位控制字調(diào)節(jié)的相位同步算法和實時偏置跟蹤的新型積分算法。設計了參考信號、頻率跟蹤、相位同步、積分環(huán)節(jié)、控制器等模塊，通過Modelsim仿真驗證了各模塊功能及控制系統(tǒng)的可行性。
　?、荽罱▽嶒灉y試平臺，對各個模塊功能和整個控制系統(tǒng)進行測試。閉環(huán)系統(tǒng)實驗結(jié)果證明本文設計