直线同步电动机磁悬浮系统的模糊分数阶滑模控制

雷城， 蓝益鹏， 孙云鹏

(沈阳工业大学 电气工程学院，辽宁 沈阳 110870)

0 引 言

传统的数控机床进给平台是通过旋转电机和中间的传动装置来实现直线进给，但是这种驱动方式会增加进给平台和静止导轨之间的摩擦，从而影响进给平台的高速性和高精确度[1-2]。

直线磁悬浮同步电动机(linear magnetic levitation synchronous motor，LMLSM)实现了进给平台和静止导轨之间的相对独立[3]。水平方向产生电磁推力实现进给运动，垂直方向产生磁悬浮力使进给平台稳定悬浮，从根本上解决了传统机床进给平台的摩擦问题。但由于取消了中间的传动装置，会使外界扰动等不确定性作用在LMLSM上，加上直线电机固有的端部效应，使系统的精确控制变得更加困难。因此，设计控制性能良好的控制器，消除不确定因素对系统产生的影响，是能否成功设计出控制系统的重要指标[4]。

滑模变结构控制[5]可以使系统的状态随着目标方向去变化，没有固定的结构，且滑模面可以自由设计与被控对象和外界扰动无关。这就使滑模变结构控制具有很强的鲁棒性，但是滑模控制中因为有不连续开关特性的存在导致了抖振的产生，高频抖振会激发在建模中被忽略的高频动态特性，对系统的性能造成严重影响。已有诸多文献致力于滑模控制在永磁同步电机中应用，大致分为三类：传统滑模控制、高阶滑模控制以及与先进控制方法相结合。文献[6]提出了二阶滑模观测器来在线估计凸极永磁同步电动机定子电阻，用超螺旋算法代替传统的符号函数，提高了系统的鲁棒性和稳定性，扩大了无传感器控制的运行范围。……