基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的PMLSM_伺服系统控制.pdfVIP

Vol.28No.4

第28卷第4期电机与控制学报

2024年4月ElectricMachinesandControlApr.2024

基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的

PMLSM伺服系统控制

赵希梅,李德豪,金鸿雁

(沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳110870)

摘要:针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确

定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模

的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其次,在二阶滑模面的基础上引入

条件积分项,该项仅作用于边界层内部,能够有效避免滑模到达阶段由于积分饱和现象导致的超调

量过大及响应时间过慢的问题。此外,设计自适应切换控制律,使切换增益在合理的区间内,并根

据系统状态进行实时更新,从而削弱抖振现象。最后,为进一步提升系统的鲁棒性,采用扰动观测

器对PMLSM系统的集总不确定性进行补偿。经实验验证,该控制方法具有良好的位置跟踪精度

和强鲁棒性,且对系统抖振现象有明显削弱作用。

关键词:永磁直线同步电动机;二阶滑模控制;终端滑模控制;条件积分项;自适应控制;扰动观测器

DOI:10.15938/j.emc.2024.04.005

中图分类号:TM351;TP273文献标志码:A文章编号:1007-449X(2024)04-0041-09

PMLSMservosystemcontrolbasedondisturbanceobserverand

improvedadaptivesecondorderfastterminalslidingmode

ZHAOXimei,LIDehao,JINHongyan

(SchoolofElectricalEngineering,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110870,China)

Abstract:Permanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)isvulnerabletouncertaininfluences

suchasfriction,loaddisturbanceandenvironmentalchangesduringoperation.Afastterminalsliding

modecontrolmethodbasedondisturbanceobserverandadaptivesecond-orderwasdesigned.Firstly,the

methodcombinedthefastterminalslidingmodecontrolonthebasisofhigh-orderslidingmode,whichef-

fectivelyacceleratedthesystemresponsespeed.Secondly,aconditionalintegraltermwasintroducedon

thebasisofthesecond-orderslidingsurface,whichonlyactedinsidetheboundarylayer,andcouldef-

fectivelyavoidtheproblemofexcessiveovershootandtooslowresp