基于零相位误差跟踪的直线伺服系统重复控制

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1、DesignandResearch设计与研究基于零相位误差跟踪的直线伺服系统重复控制孙宜标闫峰刘春芳翟慧萍(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110178)摘要：永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统在跟踪周期性输入时，PMLSM的端部效应和摩擦力所造成的周期性推力波动影响系统的跟踪精度。同时，电动机本身所存在的响应滞后会造成输入与输出之间的相位差，影响系统的跟踪性能。为达到零相位误差跟踪的目的，速度控制器采用伪微分前馈反馈(PDFF)，位移控制器采用零相位误差跟踪重复控制(ZPETRC)，将重复控制(RC)和零相位误差跟踪控制(ZPETC)相结合，重复控制用以抑制周期

2、性跟踪误差，零相位误差跟踪控制用以减小系统的相位差，实现对周期性输入信号的精确跟踪。理论推导与仿真结果表明，该控制方案有效地抑制PMLSM伺服系统的周期性跟踪误差，补偿了时间滞后所造成的相位误差，使系统对周期性输入信号具有良好的跟踪特性。关键词：永磁直线同步电动机重复控制PDFF控制零相位误差跟踪控制周期性扰动中图分类号：TM303．2；TP273文献标识码：ARepetitiveControlforLinearServoSystemBasedonZeroPhaseErrorTrackingSUNYibiao，YANFeng，LIUChun~ng，ZHAIHuiping(

3、SchoolofElectricEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110178，CHN)Abstract：Permanent—magnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)servosystemwhichhastrackedperiodicinputsignal，andtheperiodicthrustripplecausedbyendingeffectandfrictionhasreducedtrackingprecisionoftheservosystem．Atthesamet

4、ime，theresponsedelayofPMLSMhascausedthephaseerrorbetweeninputandoutput，whichhasinfluenceontrackingperformanceofthesystem．Toachievethegoalofzerophaseerrortacking，thecontrollerwasdesigned，whichconsistsofPDFF(Pseudoderivative~edbackwithfeed—forward)controlleronthevelocityloopandzerophaseeror

5、trackingrepetitivecontroller(ZPETRC)onthepositionloop．ZPETRCassociatedrepetitivecontrol(RC)withzerophaseerrortrack—ingcontrol(ZPETC)．RCcanrestraintheperiodictrackingeror，andZPETCcanreducethephaseer．ror．Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowthattheproposedschemecaneficaciouslyrestrain

6、theperiodictrackingerorofPMLSMservosystem，andcompensateforthephaseerrorcausedbytimedelay，thusmakethesystemhavegoodposition—trackingperformancefortheperiodicallyinputsigna1．Keywords：Permanent—magnetLinearSynchronousMotor；RepetitiveControl；PDFFControl；ZeroPhaseErrorTrackingControl：PeriodicD

7、isturbances永磁直线同步电动机具有高推力、低损耗、响应速用自适应前馈控制与PID控制相结合来抑制PMLSM度快等特点，在高速度、高精度数控系统中具有广泛的的推力波动，但速度和位移的输出仍受到周期性扰动应用前景¨。直线伺服系统采用直接驱动方式，消除的影响。文献[4]对扰动进行补偿，设计滑模变结构了机械传动环节所带来的一系列不良影响，但电动机扰动观测控制器来削弱推力波纹，但滑模变结构控制本身存在的端部效应和摩擦力所造成的与位移相关的固有的“抖振”问题降低了系统的控制精度。由于周周期性推力波动增加了控制的难度J。为此，有许