基于模糊控制器的热相移辅助超流体陀螺研究*

聂 威 赵 伟 郑 睿 刘建业

南京航空航天大学导航研究中心，南京 210016



基于模糊控制器的热相移辅助超流体陀螺研究*

聂 威 赵 伟 郑 睿 刘建业

南京航空航天大学导航研究中心，南京 210016

基于热相移辅助的超流体陀螺理论上的测量灵敏度能达到10-7rad/s，具有发展为高精度陀螺的潜力。但由于热相移注入过程中存在一定惯性，会使得超流体陀螺的测量精度急剧下降。为消除热相位注入惯性给系统带来的影响，本文提出了基于Fuzzy-PID的智能控制方案，该方案能针对大惯性产生的温度失调进行抑制，具有鲁棒性好、精确度高和不需要对对象精确建模等优点。本文根据该系统特性设计了超流体陀螺热相移模糊控制器，且通过仿真验证表明本文设计的Fuzzy-PID控制器有效减小了热相位注入惯性对超流体陀螺测量精度的影响。

超流体陀螺；模糊控制器；热相移

新型的超流体陀螺是当前惯性陀螺器件的重要研究方向，该陀螺的研究基础是基于波色爱因斯坦凝聚态理论形成的无粘性特殊物质—氦4流过弱连接时产生的交流约瑟夫森效应[1]。由于该原理在发展高精度陀螺方面具有巨大的发展潜力，因而引起了国内外研究者的极大关注，并且在该方面开展了卓有成效的工作[2-4]。目前已有研究者提出了基于幅值锁定的超流体陀螺的检测方案[5-7]，该方案在一定程度上扩展了系统测量量程，且在理论上可以实现10-7rad/s的灵敏度测量[6]。但目前通过对热相位注入方式进行的研究发现，该方式在补偿相位注入时存在惯性环节[8]，使得超流体陀螺测量输出的稳定性和解算精度严重下降，严重影响了超流体陀螺的高精度输出。……