2自由度陀螺仪滑模控制和PID控制跟踪目标轨迹

目录

前言

1.陀螺仪模型

2.滑模跟踪控制

3.PID控制

4.总结

1.陀螺仪模型

2.滑模跟踪控制

对于2自由度陀螺仪有两个方向x、y跟踪，所以需要分别为两个方向单独设计滑模面，这里仍以简单的线性滑模面设计分析，有兴趣的读者可以查阅我的往期滑模文章专栏

激励选取简单的白噪声： 

跟踪轨迹选取简单的正弦曲线： 

 x方向位移跟踪效果：

 x方向速度跟踪效果：

 x方向跟踪误差：

 由于x和y方向选取的跟踪轨迹、扰动相同，所以y方向跟踪效果和x方向一样，这里不再累赘展示。

控制输入曲线：

3.PID控制

为了比对两者效果，同样扰动和跟踪曲线均选取与滑模控制相同，PID控制仿真结果如下：

 这里为了对比有、无控制、PID和滑模控制的效果，进行汇总x方向位移跟踪曲线，如下所示：

4.总结

①可以看到PID控制和滑模控制均能跟踪目标轨迹，证实了PID参数调节和滑模控制设计的合理性；

②从PID和滑模控制跟踪效果上来看，滑模控制跟踪的误差更小，说明这里设计的滑模控制跟踪效果优于常规的PID控制。