大推力直线电机滑模控制方法研究

曹子沛　刘怡君　刘林

【摘 要】基于滑模控制原理，在建立永磁直线同步电机数学模型基础上，设计了永磁直线同步电机滑模控制器。仿真结果表明，PMLSM内模控制系统跟踪调节性能好、鲁棒性强，能消除不可测干扰的影响。

【关键词】滑模控制；永磁直线同步电机；鲁棒性

【Abstract】According to the slide mode control （SMC） theory， mathematical model of the permanent magnet linear synchronous motor （PMLSM） was made， then a novel SMC controller of PMLSM was designed. The simulating results show that the proposed controller provides perfect dynamic response performance in both reference tracking and disturbance rejection，moreover， it is robust to external disturbance.

【Key words】Slide mode control； PMLSM； Robustness

由于永磁直线同步电机（PMLSM）具有推力大、惯性低、响应快、发热少、结构简单、容易维护等优点，适合高速高精度的伺服驱动，并且已经在自动化仪表、自动化机床、工业机器人等场合得到了一定的应用。然而，由于直线电机驱动方式采用“零传动”技术，对系统参数摄动、负载扰动等不确定因素影响比较敏感，给控制带来了困难，影响了伺服系统的性能，降低了系统精度。因此，在直接驱动应用中，如何减小这些不确定因素的影响具有非常重要的现实意义。本文利用滑模控制理论，设计了大推力直线电机滑模控制器。

1 数学模型

在PMLSM闭环控制系统中，可以将逆变器看为广义的“被控对象”包含在电流环内，而系统电磁时间常数比机械时间常数小得多，且电流环响应速度远快于速度和位置控制的响应速度，因此可将电流环简化为系数为1的比例环节。因此，根据状态空间模型可以得到如图1所示的控制系统结构。

【参考文献】

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[责任编辑：汤静]