基于自抗扰控制新型直线电机轨迹跟踪研究

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1、第12期组合机床与自动化加工技术NO．122014年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2014文章编号：1001—2265(2014)12—0119—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．12．032基于自抗扰控制的新型直线电机轨迹跟踪研究冰施昕昕，黄家才，林健(南京工程学院自动化学院，南京211167)摘要：为了研究新型直线电机的轨迹跟踪性能，在推导出的直线电机动态模型的基础上，提出了基于自抗扰控制器的位置单闭环

2、控制系统和电流、速度、位置三闭环控制系统。仿真和实验结果表明，自抗扰控制算法可以有效地抑制系统运行过程中参数的不确定性以及摩擦等外部扰动的影响，从而保证跟踪精度。同时，三闭环控制系统可以获得比单闭环控制系统更快的响应速度和更高的跟踪精度。关键词：直线电机；轨迹跟踪；自抗扰控制；闭环控制系统中图分类号：TH39；TG506文献标识码：ATrajectoryTrackingStudyofaNovelLinearMotorBasedonActiveDisturbanceRejectionControlSHIXin—xin，HUA

3、NGJia．cai，LINJian(SchoolofAutomation，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)Abstract：Inordertotestthetrajectorytrackingperformanceofanovellinearmotor，thedynamicalmodelofthelinearmotorandclosed—loopcontrolsystemsbasedonactivedisturbancerejectioncontroller

4、werepro—posed．Singlepositionfeedbackcontrolsystemandthreeclosed—loopcontrolsystemofcurrent，velocityandpositionwereadopted．Simulationandexperimentalresultsindicatethattheactivedisturbancerejecfioncon—trollawcaneliminateundesiredeffectscausedbyparameteruncertainties

5、andexternaldisturbancessuchasfrictioneffectively．Meanwhile，fasterresponseandsmallertrackingerrorCanbeobtainedbythreeclosed-loopcontrolsystemratherthansingleclosed—loopcontrolsystem．Keywords：linearmotor；trajectorytracking；activedisturbancer~ecfioncontrol；closed—loo

6、pcontrolsys—tem度，但这种控制算法较为复杂。O引言本文采用简单实用的自抗扰控制器，对新型直线直线电机是一种直接将电能转换成直线运动机械电机的轨迹跟踪性能进行研究。能的能量转换装置，具有结构简单、响应快和高速高精度等特点引，在工业自动化、制造业、机器人等场合有1直线电机模型广泛的应用前景。新型直线电机为课题组自行研制，其本质上为圆直线电机的轨迹跟踪性能是对其进行性能评价的筒型动圈式永磁无刷直流直线电机，属于轴对称结构，一个重要指标。由于直线电机控制系统中存在参数不这里给出它的四分之一截面的结构图，如图1所示。确

7、定性以及摩擦等外部扰动的影响，因此需寻求有效由外磁轭、内磁轭、永磁体、线圈及线圈骨架组成，其中的控制算法对直线电机进行轨迹跟踪控制。线圈和线圈骨架构成动子，外磁轭、内磁轭和永磁体构文献[7]采用重复模型预测方法对直线运动系统成定子，线圈1和3组成第一相绕组，线圈2和4组成进行轨迹跟踪控制，经过20个重复周期后，跟踪精度第二相绕组，P表示轴，q表示半径。有很大的提高。这种控制算法需要耗费一定的时间进直线电机在空载运行时同时满足电压平衡方程：行迭代学习，并且仅对具有重复特性的扰动有较好的抑制效果。文献[8]采用输出反馈自适应鲁

8、棒控制对u：iR+崇+(1)直线电机轨迹跟踪性能进行研究，具有较高的跟踪精式中，U为线圈两端所加的电压(即控制量)；i为线圈收稿日期：2014—09—05十基金项目：江苏省自然科学基金资助项目(BK20130744)；南京工程学院引进人才科研启动基金资助项目(YKJ201220)；国家自然科学基金资助项