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标题 基于积分滑模控制技术的永磁体直线电机系统有限时间运动控制
范文

    郭中卫 尹中秋 田晗

    

    

    摘要:本文研究了永磁直线电机(PMLM)系统的有限时间运动控制问题。基于有限时间积分滑动模式(FTISM)技术,设计了一种有限时间控制器(FTC),使得系统在受扰的情况下,PMLM可以在有限时间内跟踪上期望的轨迹。

    关键词:永磁直线电机;有限时间控制;有限积分滑膜;电机控制

    中图分类号:TP393 ? ? ? ?文献标识码:A

    文章编号:1009-3044(2019)14-0215-02

    永磁直线电机(PMLM)不仅具有可实现高力密度,低热损失,高精度和准度的优点,而且机械结构简单[1],因此是涉及高强度,速度,高精度的电机运动控制系统的首选[2]。如今,PMLM已被广泛应用于精密制造行业。与传统的旋转式电机[3-8]相比,直线电机不需要齿轮箱,链条和螺钉联轴器等间接耦合机构,大大降低了接触类型的非线性和机械干扰,如摩擦力和反冲[1,2,9]。因此,PMLM可以满足对高性能伺服系统应用日益增长的需求,并已成功地应用于机床,半导体制造系统等。由于PMLM没有配备传输机制,PMLM的可实现性能,例如减少不确定性和外部干扰影响的能力,在一定程度上不可避免地损失。因此,通过适当的机械设计或控制方案,减少这些干扰影响是非常重要的。通过新的机械设计方法,其效果可以保持在允许的水平,但是这种方法成本较高。基于PMLM系统的控制器设计,抑制这些影响是一种经济可行的方法。

    本文考虑PMLM系统受摩擦力和波动力影响情况下的运动控制问题。通过引入有限时间积分滑模(FTISM)面,提出了一种用于PMLM系统的FTISM控制器,该控制器可以确保系统在有限时间内跟踪上期望的轨迹。所提出的方法的主要优点是它不仅可以有效地减轻抖动,而且具有相对良好的抗扰性能。

    1 初步措施

    下面的定义和几个引理的概念,这将作为本文研究的基础。

    4 结论

    在本文中,提出了有限时间积分滑模(FTISM)控制方法来研究PMLM的运动控制问题。 在所提出的FTISM控制器则下,即使系统在存在摩擦力和波动力的情况下,闭环系统可以在有限的时间内跟踪上期望的轨迹。总之,所提出的方法的主要优点是它不仅可以有效地减轻抖动,而且保持相对良好的抗干扰性能。

    参考文献:

    [1] K.K.Tan,S.N.Huang,T.H. Lee,“Robust adaptive numerical compensation for friction and force ripple in permanentmagnet linearmotors,”IEEE Transactions onMagnetics,2002,38(1):221-228.

    [2] S.Chen,K.K.Tan,S.Huang,et al.Modeling and compensation of ripples and friction in permanent-magnet linear motor using a hysteretic relay[J].IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2010,15(4):586-594.

    [3] S.Li,Z.Liu.Adaptive speed control for permanent-magnet synchronousmotor system with variations of load inertia[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009,56(8):3050-3059.

    [4] S.H.Li, H.Gu.Fuzzy Adaptive internal model control schemes for PMSM speed-regulation system[J].IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2012,8(4):767-779.

    [5] H.Liu and S.Li.Speed control for PMSMservo system using predictive functional control and extended state observer[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.59,no.2,pp.1171–1183,2012.

    [6] C.Huang,J.Lin,T.Liao,C.Chen,et al.Quasi-sliding mode control of chaos in permanent magnet synchronous motor[J].Mathematical Problems in Engineering, vol.2011,Article ID 964240,10 pages,2011.

    [7] J. Cao, J.Wen, B. Cao.Robust ESO two-degree-of-freedom control design for permanent magnet synchronous motor[J].Mathematical Problems in Engineering, vol. 2010, Article ID 405251,10 pages,2010.

    [8] J. Yu, J.Gao, Y.Ma,H. Yu.Adaptive fuzzy tracking control for a permanent magnet synchronous motor via backstepping approach[J].Mathematical Problems in Engineering,vol.2010,Article ID 391846,2010:13.

    [9] H.Ahn,Y.Chen,H.Dou.State-periodic adaptive compensation of cogging and Coulomb friction in permanent-magnet linear motors[J].IEEE Transactions on Magnetics, 2005,41(1):90-98.

    【通聯编辑:唐一东】

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更新时间:2025/3/16 14:34:31