二自由度陀螺的解耦控制.pdf

1、本文以直升機(jī)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(shí)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(wèn)題作為主要的研究問(wèn)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(dòng)力學(xué)方程；其次，對(duì)于陀螺的幾何耦合問(wèn)題提出了交叉耦合控制(CCC)的解耦控制方法。最后，針對(duì)二自由度陀螺儀動(dòng)力學(xué)方程的耦合問(wèn)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(duì)其進(jìn)行控制，達(dá)到對(duì)其幾何耦合和動(dòng)力耦合進(jìn)行解耦的目的。然而，理論分析和實(shí)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(duì)陀螺控制精度低的原因的基礎(chǔ)上，增加擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)對(duì)不確定的擾動(dòng)進(jìn)行估計(jì)，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(duì)二自由陀螺儀的控制精度大大提高，使運(yùn)載體和相關(guān)系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性得以保