雷江涛 张秦南 王立文

（1.西安市76号信箱 西安 710075）（2.西安精密机械研究所 西安 710075）

1 引言

本文控制系统采用继电元件，属于非线性控制系统，可以利用描述函数法进行控制参数设备和稳定性分析［1］，是一种自振荡自适应系统，在控制对象参数和测量元件增益变化时，通过改变自振荡的频率和幅度，可以使得控制系统对输入的传递函数基本保持不变。国外战术导弹也成功地采用了自振荡自适应技术［2～5］，与本文控制系统的工作机理一样，但这类系统适应参数变化的范围较小［6～10］。文中采用的速率陀螺为液浮式机械框架陀螺，由于马达转子存在惯性等原因，初始上电后有一定的启动过程，对水下航行器控制品质有较大影响，甚至会影响系统的稳定性。文献［11］提出机械陀螺的启动特性具有较好的重复性时，可以在实验室通过测试建立启动特性模型，然后在产品中进行补偿以消除启动特性对陀螺性能的影响。借鉴文献［6］的研究思路，在实验室里利用转台建立了速率陀螺的启动特性模型。

为了改善控制品质，有两种方法可供选择，其一是按时间分段进行补偿，如前2s减小控制增益，后2s维持原设计增益，此种方法简单易行，适用于模拟电路构建的控制系统；其二是对陀螺启动过程按时间连续进行补偿或采用时变增益控制技术已实现其稳定控制，此种方法控制效果与陀螺提前启动的相当，适用于数字控制系统。其中，第二种控制方法对陀螺启动时间离散具有较强的适应能力，可显著改善水下航行器控制品质。……