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龙图腾网获悉东南大学申请的专利输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115407657B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211038046.3，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制方法是由张睿;李世华设计研发完成，并于2022-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制方法，属于智能化仪器仪表技术领域。该方法根据Lynch的随机平均法理论给出振幅、正交、速度、频相控制变量的动态方程；针对温度等环境因素导致的不确定性，构建真实动力学的平行估计模型，给出预测误差，结合预测误差和跟踪误差设计神经网络权值更新律，实现对系统不确定的复合学习；针对输入饱和情形下控制输入无法按期望执行的问题，引入辅助系统，补偿输入饱和误差；最后，结合不确定估计前馈补偿与PI反馈控制设计复合控制器，实现半球谐振陀螺的稳定控制。本发明设计的输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制策略可实现对系统不确定的高精度估计，并实现陀螺稳定控制。

本发明授权输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制方法在权利要求书中公布了：1.一种输入饱和下的半球谐振陀螺智能控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 步骤1：考虑温度环境因素导致的不确定性，根据Lynch的随机平均法理论给出振幅、正交、速度、频相控制变量的动态方程； 步骤2：构建真实动力学的平行估计模型，给出预测误差，结合预测误差和跟踪误差设计神经网络权值更新律，实现对系统不确定的复合学习； 步骤3：引入辅助系统，补偿输入饱和误差； 步骤4：结合不确定估计的前馈补偿与PI反馈控制设计复合控制器，实现半球谐振陀螺的稳定控制； 其中，步骤1：半球谐振陀螺动力学建模，具体如下： 考虑温度环境因素导致的不确定性，根据Lynch的随机平均法理论，振幅、正交、速度、频相控制变量的动态方程分别为 式中： 其中，E、Q、θ、δφ分别为振幅、正交、速度、频相控制回路的控制变量，fas、fqc、fqs、fac、为待设计的控制器，fE、fQ、fθ、fδφ分别为各控制变量上温度环境因素导致的不确定性，θτ和θω分别为阻尼主轴和刚度主轴的夹角，Ω为输入角速度，k为角度增益，τ1和τ2为两个裂解模态的衰减时间，ω1和ω2分别为两个裂解模态的谐振频率，ω和Δω分别为ω1和ω2的均值和方差，φ＝δφ+φr且φr为信号解调参考信号的初始相位； 设置fac＝0，fas＝satuas、fqc＝satuqc、fqs＝satuqs、为待设计的具有饱和特性的控制器，且 其中，是控制输入ui的饱和上界，ui是控制输入ui的饱和下界； 步骤3：基于辅助系统的半球谐振陀螺输入饱和补偿与复合控制器设计，具体如下： 定义振幅、正交、速度控制回路的跟踪误差为 eE＝E-Er,eQ＝Q-Qr,eθ＝θ-θr4其中，Er为振幅控制回路的参考信号，Qr为正交控制回路的参考信号，θr为速度控制回路的参考信号； 考虑控制变量的动态方程1，uas、uqc、uqs、uφ设计为 其中，KP1、KP2、KP3、KP4、KI1、KI2、KI3、KI4、l1、l2、l3、l4是待设计正常数；由后文式7权值自适应更新律获得；ηas、ηqc、ηqs、ηφ是补偿饱和效应的辅助变量，由下述辅助系统φ获得 式中，ci、是待设计正常数，fiej是反馈函数且eφ＝δφ，Δui＝satui-ui； 步骤4：复合学习策略设计； 神经网络权值自适应更新律设计为 式中，rE1、rE2、rE3、rQ1、rQ2、rQ3、rθ1、rθ2、rθ3、rδφ1、rδφ2、rδφ3是待设计正常数，zE、zQ、zθ、zφ为预测误差，且 其中，由以下平行估计模型获得 其中，αE、αQ、αθ、αφ是待设计正常数； 针对控制变量的动态方程1，采用控制器5、辅助系统6和神经网络权值更新律7，可实现半球谐振陀螺输入饱和补偿与稳定控制。

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