基于前馈补偿的永磁直驱电机低速抗扰动滑模控制策略

刘 佳，李晨曦，李 荣，季 飚，卜飞飞，秦海鸿

(1.南京航空航天大学自动化学院，南京 211106; 2.中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京 211106； 3.上海机电工程研究所，上海 201100)

0 引 言

传统伺服系统利用齿轮、齿条等零件作为传动机构来连接各部件，但齿轮、齿条之间存在齿隙公差，会造成传动系统精度低、易磨损、维护不方便等诸多问题[1]，在精度和可靠性要求高的情况下可能达不到使用要求。与之相对，永磁直驱伺服电机由于取消了减速机等中间机构，直接连接负载，在控制精度和可靠性等方面远超于传统传动机构，在航空航天、数控机床等高精度控制场合有着更广阔的应用前景[2]。由于没有减速器等中间环节，齿槽效应、负载变化、高次电流谐波、机械摩擦等多种干扰，会直接作用在电机轴上，影响调速系统的运行精度和稳定性。如何提升系统的抗干扰能力，是永磁直驱伺服系统在实际应用中面临的关键问题之一。

在高精度电机控制领域，常规的PID控制会受到系统参数变化的影响，在非线性时变系统中表现欠佳，可能会造成放大器饱和即微分作用环节效果减弱等结果，在扰动等非线性因素影响较大的情况不适合使用或者单独使用这种控制方案[3]。针对电机负载扰动问题，国内外研究人员提出了比例谐振控制[4]、重复控制[5]、自抗扰控制[6]、模糊控制[7]、滑模控制[8]等扰动抑制方法。其中，比例谐振控制与重复控制需要具体的扰动信息，应用起来相对局限；……