【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進步,微機械(MEMS)三軸陀螺儀由于制造成本低、精度高、體積小、系統(tǒng)可靠性好等諸多優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域。本文針對微機械陀螺儀的精密運動需求,提出了三種有效的控制算法。首先提出了一種不基于模型的PID位置控制算法,應(yīng)用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和拉塞爾不變性原理證明了閉環(huán)系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定性,數(shù)值仿真驗證了此控制算法具有理想的控制效果�；诨？刂茖�(shù)變化及擾動不靈敏等優(yōu)點,提出了一種滑模PD軌跡跟蹤控制算法,實現(xiàn)了MEMS三軸陀螺儀系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定軌跡跟蹤控制；為了消除顫振,引入了飽和函數(shù)矢量,仿真結(jié)果表明系統(tǒng)仍具有良好的控制效果。為了易于工程實現(xiàn),提出了只基于位置測量的輸出反饋PID位置控制算法,證明了其閉環(huán)系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定性,并進行了數(shù)值仿真分析,驗證了該控制算法具有良好的控制作用。
[Abstract]:With the development of science and technology, micro-mechanical (MEMS) triaxial gyroscope has been widely used in various fields due to its low cost, high precision, small size and good system reliability. In this paper, three effective control algorithms are proposed to meet the precision motion requirements of micro-computer mechanical gyroscopes. Firstly, a model-free PID position control algorithm is proposed. The global asymptotic stability of closed-loop systems is proved by using Lyapunov stability theory and Russell invariance principle, and the global asymptotic stability of the closed-loop system is proved by using Lyapunov stability theory and Russell invariance principle. Numerical simulation shows that this control algorithm has an ideal control effect. Based on the insensitivity of sliding mode control to parameter variation and disturbance, a sliding mode PD trajectory tracking control algorithm is proposed to realize the globally asymptotically stable trajectory tracking control of MEMS triaxial gyroscope system. In order to eliminate flutter, saturation function vector is introduced. Simulation results show that the system still has good control effect. In order to be easy to implement in engineering, an output feedback PID position control algorithm based only on position measurement is proposed. The global asymptotic stability of the closed loop system is proved, and the numerical simulation analysis is carried out. It is verified that the control algorithm has a good control effect.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN966

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本文編號：2451427