大推力直線電機滑模控制方法研究

曹子沛　劉怡君　劉林

【摘 要】基于滑模控制原理，在建立永磁直線同步電機數學模型基礎上，設計了永磁直線同步電機滑模控制器。仿真結果表明，PMLSM內模控制系統跟蹤調節性能好、魯棒性強，能消除不可測干擾的影響。

【關鍵詞】滑模控制；永磁直線同步電機；魯棒性

【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

由于永磁直線同步電機（PMLSM）具有推力大、慣性低、響應快、發熱少、結構簡單、容易維護等優點，適合高速高精度的伺服驅動，并且已經在自動化儀表、自動化機床、工業機器人等場合得到了一定的應用。然而，由于直線電機驅動方式采用“零傳動”技術，對系統參數攝動、負載擾動等不確定因素影響比較敏感，給控制帶來了困難，影響了伺服系統的性能，降低了系統精度。因此，在直接驅動應用中，如何減小這些不確定因素的影響具有非常重要的現實意義。本文利用滑模控制理論，設計了大推力直線電機滑模控制器。

1 數學模型

在PMLSM閉環控制系統中，可以將逆變器看為廣義的“被控對象”包含在電流環內，而系統電磁時間常數比機械時間常數小得多，且電流環響應速度遠快于速度和位置控制的響應速度，因此可將電流環簡化為系數為1的比例環節。因此，根據狀態空間模型可以得到如圖1所示的控制系統結構。

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[責任編輯：湯靜]