动力调谐陀螺仪再平衡回路的H∞控制器设计

作     者：张媛 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴俊伟

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：动力调谐陀螺仪 再平衡回路 H∞控制器 混合灵敏度 

摘      要：陀螺仪是惯性导航系统中的重要测量元件，它敏感运动体相对于惯性空间的角运动。动力调谐陀螺仪是目前应用最广泛的陀螺之一。再平衡回路与动力调谐陀螺仪一起构成捷联式惯性系统的角速度敏感仪表。传统的控制方法在动力调谐陀螺仪再平衡回路中的应用已取得了较好的控制效果，但随着航空航天技术和现代战争的发展，对该控制系统，不仅要求具有更高的动、静态品质指标，还必须保证具有更好的抗干扰性和鲁棒性，为此在动力调谐陀螺仪的再平衡回路中引入H控制。 本文以动力调谐陀螺仪的再平衡回路为控制对象进行设计研究，应用混合灵敏度H控制原理进行了回路控制系统设计。主要内容包括： 首先，建立了动力调谐陀螺仪的数学模型，通过对陀螺仪再平衡回路进行的性能分析和解耦运算，确立了闭环回路的简化数学模型。 其次，利用传统的频域控制方法对动力调谐陀螺仪再平衡回路中的校正网络进行了设计。 最后，应用混合灵敏度也控制方法对再平衡回路系统设计了H控制器，并对所设计的控制器的稳定性、抗干扰性、鲁棒性等进行了仿真分析。 结果表明，所设计的控制器具有良好的抑制扰动和跟踪性能，从而说明了控制器的有效性。与系统的频域控制仿真结果比较表明，运用混合灵敏度控制理论设计回路控制器是一种更有效的设计方法。