基于滑模观测器的永磁直线同步电机速度控制

张 亮，许傲然，白 迪，谷彩连，王月志

(沈阳工程学院，沈阳110136 )



基于滑模观测器的永磁直线同步电机速度控制

张 亮，许傲然，白 迪，谷彩连，王月志

(沈阳工程学院，沈阳110136 )

针对永磁直线同步电机(PMLSM)在速度跟踪控制过程中因其模型具有非线性、参数时变性以及变量间的随机耦合等特点，导致电机速度跟踪控制精度低，提出了一种滑模观测器的永磁直线同步电机反馈线性化速度跟踪控制方法。首先建立了永磁直线同步电机的非线性模型，采用非线性坐标变换以及非线性状态反馈方法将电机系统进行了解耦处理，从而得到具有独立的非线性特点的电流和速度子系统。并设计了速度跟踪控制器，对反馈线性化所需要的动子加速度以及负载扰动信号,设计了一种扩张滑模观测器对其进行有效观测。仿真实验结果表明：该控制方法能够有效提高电机的速度跟踪精度拥有较好的鲁棒性。

永磁同步直线电机;速度跟踪控制;滑模观测器;稳定性

0 引 言

永磁直线同步电机(以下简称PMLSM)因其具有结构简单、体积小、功率密度高、转矩惯量大等优点，在数控机床、航天等领域得到了广泛应用[1]。在一些高精度领域中，要求永磁直线同步电机跟踪速度快、跟踪精度高，但PMLSM是一个非线性、多变量耦合系统，其控制性能在实际应用过程中往往受到机械参数的变化、外部负载扰动、内部参数变化和非线性动态特性等不确定性的影响[2]。在电机伺服系统中要求对电机速度进行精确跟踪并控制，但目前存在的问题是其模型具有非线性和变量间强耦合特点，给控制带来了很大难度。……