基于新控制律的永磁直线同步电动机滑模控制

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1、第43卷第7期电力电子技术Vo1．43No．72009年7月PowerElectronicsJuly，2009基于新控制律的永磁直线同步电动机滑模控制李华群，付予义，薛增朝(河南理工大学，河南焦作454000)摘要：针对永磁同步直线电动机(PMLSM)伺服系统的推力波动及滑模变结构控制(SMVSC)的“抖振”问题，结合神经网络的自学习和自适应不确定性系统动态特性的能力．设计了基于神经网络推力观测器的新型控制律滑模控制算法．实现了对推力扰动的补偿，且大大削弱了推力波动及系统的抖振现象，同时在切换控制部分加入改进积分环节来进一步消除系统的稳态误差和系统抖振。仿真结果表明，该方案能

2、提高系统对参数摄动和外在扰动的鲁棒性。关键词：直线电动机；滑模控制／等效控制；推力观测器；抖振中图分类号：TM301．2文献标识码：A文章编号：1000—100X(2009)07—0023一o3SlidingModeControlbasedonnovelControlRegularityforPMLSMLIHua—qun．FUZi—yi。XUEZeng—chao(HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：Aimingtothethrustfluctuationsandthechatteringofslidi

3、ngmodevariablestructurecontrol(SMVSC)forper·manentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)，theslidingmodecontrolbasedonanovelcontrollingregularisde—signedwithaloadthrustobservercombinedwiththecapabilityofself-learningandadaptingtouncertaindynamicproper-tiesofsystem，inordertocompensatethedisturba

4、nceandeffectivelyminimizethesystemchattering．Animprovedintegralactionintheswitchcontrolmodeisintroducedtoeliminatethesystemerrorandchattering．Thesimulationverifiesthatthecontrolschemecanmakethesystemhavestrongrobustnesstoparametervariationsandexternaldisturbances．Keywords：linearsynchronousm

5、otor；slidingmodecontrol／equivalentcontrol；thrustobserver；chatteringFoundationProject：SupportedbyHenanProvinceNaturalScienceFoundation(No．200647003，2008B470002)1引言SMVSC的“抖振”问题．结合神经网络的自学习和自永磁同步直线电动机(PMLSM)能直接将电能适应不确定性系统动态特性的能力。引入了基于神转换为直线运动的推力装置．省掉了机械速度变换经网络推力观测器的新型控制律滑模控制策略，以机构，使其在高精度、微进给伺服系

6、统中成为执行机实现对推力扰动的补偿，使推力电流跟踪负载推力构的最佳选择。但由于PMLSM的动子直接驱动负变化，从而大大削弱推力纹波和系统的“抖振”，并减载．负载的变化和外部干扰将直接影响伺服系统的小滑模控制的幅值。在设计切换控制部分时，采用积性能，同时。PMLSM的端部效应、系统参数(动子质分补偿来削弱系统加载时所存在的稳态误差，以提量、粘滞摩擦系数等)的变化、摩擦阻力的非线性变高伺服系统的定位精度。化等都会降低系统的伺服性能【”。为了保证系统的性2永磁直线同步电动机推力分析能．需要寻求比传统PID控制更先进的控制方法，使在理想情况下。三相绕组完全对称，磁场沿气隙系统在保证快

7、速跟踪性能的同时．对不确定扰动因正弦分布，根据PMLSM的数学模型，采用矢量控素具有很强的鲁棒性制原理(ie=O)时，易知电磁推力为：滑模变结构控制(SMVSC)具有快速性、鲁棒性=[+(Ld-L)引==Kfiq(1)和实现简单等优点．使系统对不确定参数、参数变化式中：f为极距；为永磁体磁链；，i。为d，q轴的电流。及外部扰动具有不变性。但在实际系统中，由于系统运动方程表示为：在时间和空间上存在着滞后．滑模切换控制的不连F-mdp续性将使系统产生“抖振”。且“抖振”幅度与系统参。．帽+(2)Q数变化的范