具有输入饱和的环形永磁力矩电动机自适应鲁棒控制.pdf

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1、设计与研究DesignandResearch具有输入饱和的环形永磁力矩电动机自适应鲁棒控制孙宜标刘春丽王丽梅(沈阳工业大学电气工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：五轴联动数控机床中复合A／C轴直接驱动环形永磁力矩电动机伺服系统在输入饱和情况时易导致系统性能变差，甚至引起系统不稳定。针对系统中的输入饱和问题，基于反步法设计了饱和自适应鲁棒位置控制器。即设计一个虚拟控制律保证误差信号在每一步都收敛且有界。在控制器设计中构建非降函数处理执行器饱和，将控制输入限制在饱和范围内；对于参数不确定性，采用不连续投影算法

2、进行在线参数估计。仿真结果表明该方法不仅使伺服系统在无输入饱和情况下具有较好的伺服性能，输入饱和情况下也能实现良好的跟踪性能。关键词：复合A／C轴环形永磁力矩电动机输入饱和反步法自适应鲁棒控制中图分类号：TP273文献标志码：AAdaptiverobustcontrolforringpermanenttorquemotorwithinputsaturationSUNYibiao，LIUChunli，WANGLimei(ElectricEngineeringSchool，ShenyangUniversityo

3、fTechnology，Shenyang110870，CHN)Abstract：Inhighprecisionfiveaxesmodulenumericalcontrolmachine，compoundA／Caxedirectdriveperma—nentmagnetringtorquemotorservosystemperformancemaybecomepooreveninstableduetoinputsat-uration．Fortheproblemofinputsaturationinservos

4、ystem。thesaturationadaptiverobustcontrollerbasedonbacksteppingmethodisdesigned．Avirtualcontrollawisdesignedtoguaranteeerrorsignaltobeboundedandconvergence．Nondecreasingfunctionsareconstructedtohandleauthorsaturationprob-lemtolimitcontrolinput，whileparamete

5、restimationbasedonprojectionalgorithmisemployedtoa—chievefinaltrackingaccuracy．Theresultsofsimulationshowthatthedesignedmethodenablesservosystemtoonlineestimatesforuncertaintyfactors．Simulationresultshowsthatthedesignedmethodena—blesservosystemtogoodservos

6、ystemperformanceinnormalsituationandachievesfinaltrackingaccu—racy·Keywords：CompoundA／CAxe；RingPermanentTorqueMotor；InputSaturation；BacksteppingDesign；AdaptiveRobustContro1环形永磁力矩电动机是为直接驱动而设计的一种设计了低增益控制器保证系统半局稳定，但该控制器三相永磁同步电动机，具有直径／长度比很大、极数多使得系统收敛速度慢且收敛域小；文

7、献[4—5]设计了的特点¨J。在采用环形永磁力矩电动机直接驱动复低一高增益混合控制器使系统全局稳定且有较大的收合A／C轴的伺服系统中，由于受到电动机对最大电敛域；文献[6—7]采用抗饱和补偿器来减小输入饱和流、发热等因素的限制，从而导致输入饱和现象。输入对系统的影响。以上方法主要针对精确已知的系统，饱和可导致控制输入与被控对象实际输入不等，进而而环形永磁力矩电动机伺服系统在实际运行中存在的引起系统闭环响应变差，甚至引起系统不稳定J。为非线性、参数变化以及不可预知的外部扰动等因素明保证伺服系统可靠运行，在控制

8、器设计过程中必须考显影响系统的伺服性能。因此，在处理系统输入饱和虑输入饱和问题。时，考虑这些因素具有实际意义。针对该问题，文献文献[3]通过求解一个参数化的Lyapunov方程，[8]结合饱和函数和自适应鲁棒控制器9(ARC，A一辽宁省省教育厅项目(2009A554)·94·‘uII牛昂f朋=DesignandRe湖rch设计与研究daptiveRobustController)实现良好的伺服性能。B戈z～u一一