振镜系统自适应离散滑模控制器设计与仿真

王云龙，陈光胜

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

当前，国外振镜系统生产厂家主要有SCANLAB 公司、GSI 公司、CTI 公司等，其中SCANLAB 公司的振镜扫描系统达到行业最高质量标准；国内主要生产厂家有深圳大族思特科技有限公司、上海眸特电机科技有限公司、北京金海创科技有限公司等。国内振镜行业起步较晚，技术相对国外较为落后，但随着近些年的发展也具有一定的实力。

控制算法是影响振镜控制系统性能的核心因素。当前在振镜控制系统中的控制策略应用主要以PID 算法为主。马玉中[1]采用数字PID 控制激光振镜扫描系统，在大角度定位时，系统响应较慢；井锋[2]提出了一种改进的模糊PID 算法，但模糊规则在数字电路的实现较为复杂。由于PID控制算法及其改进算法在实际应用中的限制，将高性能的控制算法引入到振镜控制系统中就变得尤为迫切[3]。

本文基于现代控制理论，并结合计算机技术，研究了一种基于自适应离散滑模变结构的振镜系统控制器设计原理与方法，利用离散滑模变结构控制系统的准滑动模态[4]具有一定的不变性来增强系统的鲁棒性，并通过自适应控制在线调整趋近律中的控制增益，提高系统动态品质。

1 振镜电机数学模型的建立

振镜电机是一种特殊的摆动电机，其基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩，但只能偏转一定角度，偏转角度与电流成正比。

振镜的电枢平衡方程为

式中：R——振镜电机的电枢电阻；L——振镜电机的电枢电感；……