参数不确定性的磁悬浮直线伺服系统非脆弱H∞控制器设计.pdf

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1、第11期组合机床与自动化加工技术NO．112013年11月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2013文章编号：1001—2265(2013)11—0085—03参数不确定性的磁悬浮直线伺服系统非脆弱H∞控制器设计术蓝益鹏，贺伟(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110870)摘要：由于磁悬浮永磁直线电机伺服系统数学模型参数存在摄动，并且其控制器参数也存在摄动，因此，基于线性矩阵不等式(LMI)理论，提出设计非脆弱鲁棒控制器来抑制被控对象以及控制器参数摄动。首先，采用矢量控制方法中的i=0控制策略，

2、把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统，进而，通过构造Lyapunov函数，得到磁悬浮直线伺服系统渐近稳定的条件。其次，根据H性能指标与线性矩阵不等式的等价性，将控制器设计转化为对LMI的求解，推导出满足H性能指标的参数不确定性磁悬浮直线伺服系统控制器。最后，对自行设计的具有参数不确定性磁悬浮直线伺服系统进行仿真研究，结果表明在系统模型和控制器中同时存在不确定性因素时，鲁棒非脆弱H控制器能够保证系统的稳定和满足性能指标。关键词：磁悬浮永磁直线电动机；不确定性系统；非脆弱控制；线性矩阵不等式中图分类号：TH165；TG659文献标识码：ANon-fragi

3、leHControllerDesignforMagneticLevitationLinearServoSystemofUncertainParametersLANYi—peng，HeWei(SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Sincemagneticlevitationpermanentmagnetlinearmotorservosystemmodelparametersexistperturbation，andthec

4、ontrollerparameterspresentperturbation，SObasedonLMI，non—fragilecontrollerisdesignedtOrestraintheinfluenceofuncertainfactorsandperturbation．First，theid=0methodwhichiSoneofvectorcontrol’Smethodsisusedfordecouplingthenonlinearsystemtounattachedlinearcurrentsubsystemandspeedsubsystem，then，

5、byconstructingLyapunovfunction，theasymptoticstabilitycondi—tionofthemagneticlevitationlinearservosystemisobtained．Second，accordingtotheHperformanceandtheLMIequivalence，designeffortconvertsintofindingsolutionbyLMImethod，thecontrollerwhichmeetsHperformanceofthesystemisderived．Finally，the

6、researchonsimulationforthecontrolsystemismade．Theresultindicatesthesystemmodelandcontrollerexistuncertaintiesatthesametime，therobustnon—fragilecontrollercanguaranteethestabilityoftheclosed—loopsystemandsatisfytheper—formanceindex．Keywords：magneticlevitationlinearmotor；uncertainsystem；n

7、on—fragilecontrol；LMIO引言程中提出了更高的要求，因此，在高精度微进给场合，必须考虑参数的摄动与扰动等不确定性因素对磁悬浮永磁直线同步电动机具有非接触，无摩磁悬浮直线伺服进给系统的影响。擦，可靠性高，控制特性好等优点，在数控机床领域在建立磁悬浮永磁直线电机数学模型的基础中有广泛的应用前景。磁悬浮永磁直线同步电上，利用LMI理论提出了一种非脆弱鲁棒控制器设动机伺服系统与传统的“旋转电机+滚珠丝杠”进给计方法来求解系统模型，以及控制器参数同时存在方式相比，不仅消除了机械传动链所带来的不良影摄动下的鲁棒H控制问题，从而保证磁悬浮永磁直响，更重要的是