二自由度陀螺的解耦控制.pdf

1、本文以直升機飛控系統(tǒng)中陀螺地平儀的主要部件——二自由度陀螺儀為例，從實際使用和反復(fù)檢修后再重新使用的角度出發(fā)，將二自由度陀螺儀的耦合和由于部分不確定的干擾引起的陀螺漂移問題作為主要的研究問題。首先推導(dǎo)了理想狀態(tài)和存在質(zhì)量偏心狀態(tài)下二自由度陀螺儀的動力學(xué)方程；其次，對于陀螺的幾何耦合問題提出了交叉耦合控制(CCC)的解耦控制方法。最后，針對二自由度陀螺儀動力學(xué)方程的耦合問題，應(yīng)用前饋控制的原理，并將非線性微分跟蹤器(TD)和交叉耦合控制結(jié)

2、合對其進(jìn)行控制，達(dá)到對其幾何耦合和動力耦合進(jìn)行解耦的目的。然而，理論分析和實際之間存在一定的差別，本文在分析基于TD的交叉耦合控制器對陀螺控制精度低的原因的基礎(chǔ)上，增加擴張狀態(tài)觀測器(ESO)對不確定的擾動進(jìn)行估計，得出了基于自抗擾控制(ADRC)的解耦器。與傳統(tǒng)PID控制結(jié)合交叉耦合控制組成的基于PID解耦器的仿真結(jié)果進(jìn)行比較，基于自抗擾控制(ADRC)的解耦器對二自由陀螺儀的控制精度大大提高，使運載體和相關(guān)系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性得以保