数控机床用磁悬浮系统自抗扰控制仿真研究.pdf

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1、数控机床用磁悬浮系统自抗扰控制仿真研究刘春芳任修孟王丽梅(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：为了实现磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制，提出运用自抗扰控制技术对横梁悬浮系统进行悬浮气隙控制，自抗扰控制器可以将系统模型参数变化和外扰作用均当作对系统的扰动而自动在线估计并予以补偿。对横梁磁悬浮系统建立的原始数学模型选择状态变量，得到系统的非线性状态方程，以线圈两端电压为控制量，设计悬浮气隙位置环和电流环双环自抗扰控制器，实现横梁悬浮系统的非线性控制。仿真结果表明。自抗扰控制具有良好的动态性

2、能和抑制外来扰动能力，可以实现横梁无摩擦稳定悬浮。关键词：龙门移动式数控机床悬浮气隙自抗扰控制非线性控制扩张状态观测器非线性误差反馈中图分类号：TP273文献标识码：AAutodisturbancerejectioncontrolsimulationresearchofNCmachinetoolmagneticsuspensionsystemLIUChun~ng，RENXiumeng，WANGLimei(SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversity

3、ofTechnology，Shenyang110870，CHN)Abstract：Inordertorealizetheaccuratecontrolofsuspensiongap，thepaperpresentedthatsuspensionair—gapofbeamsuspensionsystemwascontrolledbyusingauto—disturbance—rejectioncontroltechnology．Auto—disturbances——rejectioncontrolle

4、rcanregardsystemmodelparametervariationsandexternaldisturbanceascomprehensivedisturbance，automaticon-lineestimationandcompensation．Firstthestatevariableswerechosenbasedonthemathematicalmodelofbeamsuspensionsystem，nonlinearstateequationofsystemwasobtain

5、ed；thencoilvohageswasregardedascontrolledvariable，double-loop(positionloopandcurrentloop)auto-disturbances-rejectioncontrollerofthesuspensionair-gapwasdesigned，non—linearcontrolofthebeamsuspensionsystemwasrealized．Thesimulationresultsshowthattheauto-di

6、s—turbances·—rejectioncontrollercanadaptwelltothenonlinearityofsuspensionsystemandhasstrongto·bustnesstosystemSparametervariationsandthesystemSdisturbances．Thebeamfriction—freestablesuspensioncanberealized．Keywords：GantryMovingTypeNCMachineTool；Suspens

7、ionGap；AutoDisturbancesRejectionControl；Non—linearControl；ExtendedStateObserver；NonlinearErorFeedback随着磁悬浮技术的13益成熟及其在工业上的应用在运行过程中参数摄动以及未建模动态参数可能对系13益广泛，将磁悬浮技术应用于数控机床中将成为可统造成的影响，结合鲁棒H理论的控制方案设计出能。磁悬浮技术通过磁场力把移动部件浮起，采用直自适应积分滑模控制器。文献[3]对磁悬浮列车采用线电动机驱动部件运动。与传

8、统的机床相比，磁悬浮H状态反馈设计控制器，抑制扰动使列车稳定悬浮。移动部件具有无机械摩擦、无接触磨损和无需润滑的此外，模糊、神经网络等先进控制策略也在磁悬浮控制优点。目前对这方面的研究有很多。文献[1]基于反器得到应用。这些文献都把模型先线性化，然后馈线性化方法，针对横梁悬浮系统线性模型设计了PI再设计控制器，因而不可避免地带来了一些原始误差。状态反馈控制器。文献[2]针对龙门移动式数控机床本文针对磁悬浮系统非线性模型进行控制器设计，避国家自然科学基金资助项目(508