蝶翼式硅微陀螺模態(tài)耦合系統(tǒng)建模及系統(tǒng)辨識(shí)方法研究.pdf

1、硅微陀螺具有體積小、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于需求量大、追求成本低的應(yīng)用場(chǎng)合，在軍事和民用各領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。蝶翼式硅微陀螺驅(qū)動(dòng)模態(tài)與檢測(cè)模態(tài)之間存在相互耦合。為了探索新的控制方法與測(cè)控方案，以提高陀螺系統(tǒng)的總體性能；論文著重研究了蝶翼式硅微陀螺的模態(tài)耦合特性，深入對(duì)被控對(duì)象的認(rèn)識(shí)；為下一步研究陀螺系統(tǒng)雙模態(tài)控制方案，打下理論基礎(chǔ)，并提供基本模型。論文在研究陀螺模態(tài)耦合特性的基礎(chǔ)上，建立了蝶翼式硅微陀螺模態(tài)耦合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模

2、型，并圍繞模態(tài)耦合系統(tǒng)的系統(tǒng)辨識(shí)方法展開了研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1、深入研究了蝶翼式硅微陀螺的模態(tài)耦合特性，分析了蝶翼式硅微陀螺模態(tài)耦合的產(chǎn)生機(jī)理，以及模態(tài)耦合因素對(duì)陀螺系統(tǒng)性能的影響，提出了在陀螺系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)模態(tài)耦合因素進(jìn)行處理的必要性。
　　2、分析認(rèn)為蝶翼式硅微陀螺系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的、雙輸入雙輸出的模態(tài)耦合系統(tǒng)。建立了蝶翼式硅微陀螺模態(tài)耦合系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)矩陣表達(dá)式以及輸入輸出方程。

3、>　　3、用頻率響應(yīng)擬合估計(jì)的方法，對(duì)蝶翼式硅微陀螺模態(tài)耦合系統(tǒng)進(jìn)行了辨識(shí)，分析了結(jié)果的有效性與適用性。認(rèn)為：擬合軌跡法，只考慮了數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化，而忽略了實(shí)際的限制和約束，適用性不強(qiáng)；因此，有必要在考慮實(shí)際約束的前提下，探索新的系統(tǒng)辨識(shí)方法。
　　4、分析發(fā)現(xiàn)蝶翼式硅微陀螺模態(tài)耦合系統(tǒng)的零極點(diǎn)包括一對(duì)偶極子和一對(duì)共軛主導(dǎo)極點(diǎn)，由此得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)基本構(gòu)型。基于基本構(gòu)型，設(shè)計(jì)了利用系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線，辨識(shí)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法；該方法具有