交流直线伺服系统的模糊滑模变结构控制_

交流直线伺服系统的模糊滑模变结构控制
   孙宜标E郭庆鼎
   （沈阳工业大学电气工程学院E辽宁沈阳==;;7B）
   摘要：针对直接驱动的交流直线伺服系统，提出了一种模糊滑模变结构控制方案6在常规的滑模控制中引入模糊控制，可以有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振，而不牺牲滑模控制系统对参数变化和负载扰动的强鲁棒性6模糊滑模控制策略消除了永磁直线同步电机的端部效应引起的推力波动，大大地提高了伺服系统的定位精度6仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，并具有良好的动、静态性能6
   关键词：永磁直线同步电动机；直接驱动；滑模变结构控制；模糊控制
   中图分类号：3FG7=6 D8=文献标识码：:
   永磁直线同步电动机（HFI)F）省掉了从旋转运动到直线传动的转换环节，把控制对象同电机做成一体化结构，与传统旋转电机传动相比，在精度、快速性、耐久性等方面HFI)F都具有明显的优势6但是，由于负载直接与电机动子相连，负载的变化和外部扰动将直接影响伺服系统的性能6同时，由于HFI)F所固有的端部效应产生脉动推力，影响系统的平稳性和控制精度6并且电机在各种运行状态下的参数变化也将对伺服系统的性能产生不利的影响6传统的HJK控制无法适应高性能直接驱动的交流直线伺服系统的要求L=M6滑模变结构控制具有快速性、鲁棒性和实现简单等优点，通过迫使系统的结构在动态过程中作有目的的改变，使系统运动达到并保持在预定的滑模线上滑动，从而使系统对不确定参数、参数变化、数学描述的不准确性及外部扰动具有不变性L8M6理想的滑模控制的切换频率是无穷大的，控制量也无限制，所以其滑模是光滑的6但是在实际系统中无法满足上述两点要求，而且系统在时间和空间上存在着滞后，滑模切换控制的不连续性将使系统产生抖振现象，即状态轨迹不是沿着滑模线滑动，而是在滑模线两侧作一定幅值的穿越L=M 6并且抖振的幅度与系统参数变化的范围及外部扰动的幅值成比例关系L8M 6抖振将影响直接驱动伺服系统的动、静态性能，增加能量损耗，甚至影响系统的稳定运行6
   通常，削弱抖振的方法是用连续的饱和非线性控制代替滑模切换控制，在滑模线的附近设计一个滑模带，使系统状态在滑模带内作高频切换运动LBM。这种方法的缺点是滑模带的宽度不易确定，且抖振的消除是以牺牲系统鲁棒性为代价的，特别是影响稳态时系统的鲁棒性。本文采用模糊滑模控制策略，通过模糊控制器的设计，对滑模切换控制的方向和幅值进行实时地调整。在不影响系统鲁棒性和快速跟踪性能的前提下，减小系统运动状态通过滑模线时的冲击速度，从而在根本上大大地削弱了系统的抖振。
   3  交流直线伺服系统的数学模型
   交流永磁直线同步电动机（HFI)F）是直接将交流电能转换为直线运动的推力装置。其基本结构及交流直线伺服系统的结构和原理详见文献!=’6该系统电流内环采用磁场定向矢量控制技术，使动子电流矢量与定子磁场在空间上正交，使动子

4 结论
仿真结果表明，木文针对直接驱动的交流直线伺服系统所提出模糊滑模变结构控制策略是有效的.它具有PI控制和传统滑模变结构控制不可比拟优越性能，对系统参数摄动和外在扰动有很强的乞一棒性，并消除了PM LS M的端部效应所引起的推力波动.同时一，也改善了伺服系统的动、静态性能.该控制策略的设不「方法简单，算法不复杂，日容易实现.它必将为PMLSM在高性能伺服领域中的应用开辟)‘一阔的前景.

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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