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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：

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[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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