永磁同步直线电机伺服系统负载扰动建模与抑制

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22013年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2013文章编号：1001—2265(2013)02—0007—04永磁同步直线电机伺服系统负载扰动建模与抑制木甄文喜，戴跃洪，唐传胜(电子科技大学机械电子工程学院，成都611731)摘要：针对直线电机伺服系统没有中间传动机构，负载扰动严重影响系统伺服性能这一问题，文章在建立永磁同步直线电机伺服系统负载扰动模型的基础上，提出了一种改进型的扰动补偿器与复合控制器相结合的

2、扰动抑制方法。该方法采用在线扰动观测与补偿器来实时估计源于摩擦力、纹波推力等扰动并进行补偿，并且通过设置电流增益来改善扰动补偿器的动态性能，减少系统响应时间。速度环采用PI与重复控制相结合的复合控制方式，实现速度的精准控制。通过仿真验证，该扰动抑制方法不仅能减小系统的响应时间，而且提高了直线电机伺服系统的控制精度和鲁棒性。关键词：直线电机；伺服系统；复合控制；负载扰动补偿中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ALoadDisturbanceModelingandSuppressionforPermanentMagnetL

3、inearSynchronousMotorServoSystemZHENWen-xi，DAIYue—hong，TANGChuan-sheng(SchoolofMech．Elec&Eng，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：Fortheproblemoflinearmotorservosystemwhichhasnomiddletransmissionmechanismandtheloaddisturban

4、ceinfluencestheperformanceoftheservosystemseriously．Inthispaper，authorestablishesaloaddisturbancemodelofthepermanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)servosystemandputsforwardanmethodwhichcombinedthemodifieddisturbancecompensatorwiththecom-positecontroltosuppressl

5、oaddisturbance．Themethodappliestheonlinedisturbanceobserverandcom—pensatortoreal—timeestimatedisturbancefromfriction，ripplethrust，itisnotonlyimprovingthedynam-icperformanceofthedisturbancecompensator，butreducingthesystemresponsetimebysettingupcur—rentgain．ThePI·Rep

6、etitivecontrollercancontrolaccuratelyspeed．Simulationshowsthatthismethodofdisturbancesuppressioncannotjustdecreasetheresponsetime，morethanimprovethecontrolaccuraciesandrobustnessoflinearmotorservosystem．Keywords：linearmotor；servosystem；compoundcontroller；loaddistur

7、bancecompensator缓冲或衰减就直接作用于直线伺服电机上，这样对O引言直线电机伺服控制系统的性能造成很大的影响。直线电机具有高速、高精、高推力密度以及较低为了抑制扰动，提高伺服控制系统性能，文献的能量损耗等优点，被广泛应用在高精、高速、高效[3—5]设计了一种能够抑制直线电机参数摄动、摩擦的伺服控制系统中，比如数控机床、机器人、无人机、力、纹波推力以及外力扰动的观测器，其能很好的补医疗器械等领域¨。。但由于直线电机伺服系统没偿扰动，而且设有低通滤波器LPF，克服了由静摩擦有任何中间传动机构，即所谓“零传动”，那么

8、负载侧力引起的高频扰动信号的影响。但这种方法在扰动的任何变化都直接作用到直线伺服电机上，这种变抑制方面发挥了积极作用却没能提高伺服控制系统化包括加工过程中负载工作台负荷变化、直线电机的响应速率。同时，为了提高速度环的控制精度，文的端部效应、齿槽效应和永磁体磁链谐波引起的推献[6]采用模糊控