永磁直线同步电机一阶速度抗扰动控制

中国机械工程 ›› 2012, Vol. 23 ›› Issue (24): 2920-2925.

永磁直线同步电机一阶速度抗扰动控制

陈冰1;闫光亚2;艾武1

1.华中科技大学,武汉,430074
2.北京航天控制仪器研究所,北京,100854

出版日期:2012-12-25 发布日期:2013-01-06
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51105154）
National Natural Science Foundation of China（No. 51105154）

A Disturbance Rejection Control of First-oder Speed for Permanent Magnetic Linear Synchronous Motors

Chen Bing1;Yan Guangya2;Ai Wu1

1.Huazhong University of Science and Technology,Wuhan,430074
2.Beijing Aerospace Control Instrument Research Institute,Beijing,100854

Online:2012-12-25 Published:2013-01-06
Supported by:
National Natural Science Foundation of China（No. 51105154）

摘要/Abstract

摘要：

永磁直线同步电机(PMLSM)采用直接驱动方式,其动子上存在包括负载力、摩擦力和磁阻力在内的多重扰动力，这些直接作用在动子上的扰动严重地影响到直线电机的速度稳定性。提出了一种PMLSM抗扰动速度控制策略，基于扩张状态观测器(ESO)观测出多重扰动力对PMLSM的速度动态过程的扰动作用,引入跟踪微分器（TD）和非线性状态误差反馈（NLSEF）对这个扰动作用进行补偿，进而实现PMLSM一阶速度抗扰动控制。


关键词: 永磁直线同步电机(PMLSM), 抗扰动, 一阶速度, 状态观测器, 补偿

Abstract:

For PMLSM direct driven mode,multiple disturbed forces,including load force,friction and magnetic resistance,are acted directly on the rotor of PMLSM without any cushioning,so that they affect the speed stability of PMLSM.This paper presented a PMLSM speed control strategy with disturbance
rejection,that was based on the expansion state observer used to
observe multiple disturbed forces in dynamic process of PMLSM speed,a tracking differentiator(TD) and nonlinear state error feedback(NLSEF).The disturbance can be compensated,thus the first-order speed control with disturbance rejection of PMLSM can be achieved. 

Key words: permanent magnetic linear synchronous motor(PMLSM), disturbance rejection, first-order speed,
state observer, compensation

中图分类号:

TM359.4

陈冰1, 闫光亚2, 艾武1. 永磁直线同步电机一阶速度抗扰动控制[J]. 中国机械工程, 2012, 23(24): 2920-2925.

CHEN Bing-1, YAN Guang-E-2, AI Wu-1. A Disturbance Rejection Control of First-oder Speed for Permanent Magnetic Linear Synchronous Motors[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(24): 2920-2925.

参考文献

[1]郭庆鼎,王军.基于在线辨识补偿的永磁直线同步电机模型参考自适应神经网络速度控制[J].电气传动,2000,30(4):16-19.
[2]Ai Wu, Du Zhiqiang,Tam P K, et al. Hierarchical Fuzzy Neural Controller Based on Error Iterative and Approach[C]//Proceedings of the Second Inter- national Conference on Machine Learning and Cy- bernetics. Xi'an, 2003 ： 1299-1303.
[3]Guo B Z,Han J Q,Xi F B. Linear Tracking--differ- entiator and Application to Online Estimation of the Frequency of a Sinusoidal Signal with Random Noise Perturbation[J]. International Journal of System Science,2002,33(5) :351-358.
[4]张纯明,郭庆鼎.基于反馈线性化的交流直线永磁同步伺服电动机速度跟踪控制[J].电工技术学报,2003,18(3):5-9. 6
[5]夏加宽,王成元,李皞东,黄伟.高精度数控机床用直线电机端部效应分析及神经网络补偿技术研究[J].中国电机工程学报,2003,23(8):100-104.
[6]韩京清.自抗扰控制技术一估计补偿不确定因素的控制技术[M].北京:国防工业出版社,2008.
[7]Choi Chintae, Tsao Tsu- Chin. Control of Linear Motor Machine Tool Feed Drives for End Milling: Robust MIMO Approach[J]. Meehatronics, 2005, 15:1207-1224.
[8]Lin Faajeng, Shyu Kuokai, Lin Chihhong. Incremen- tal Motion Control of Linear Synchronous Motor [J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,2002,38(3) :1011-1022.
[9]崔丽丽[1],刘栋良[2].全数字交流伺服系统及其控制策略综述[J].伺服控制,2007,0(3):16-18.
[10]Gordon S, Hillery M T. Development of a High-- speed CNC Cutting Machine Using Linear Motors [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2005,166 : 321-329.
[11]Yang Junyou,Chen Ruijuan, Fa Naiguang. A New Recurrent Fuzzy Neural Network Sliding Mode Po- sition Controller Based on Vector Control of PMLSM Using SVM[C]//CES/IEEE 5th Interna- tional Power Electronics and Motion Control Con- ference. Shanghai,2006 ： 1-5.
[12]韩京清,袁露林.跟踪—微分器的离散形式[J].系统科学与数学,1999,19(3):268-273.

[1]	李光, 符浩. 无模型机械臂BP神经网络状态观测及反演跟踪控制[J]. 中国机械工程, 2016, 27(07): 859-865.
[2]	郭敬滨1;曹红艳1;王克新2;齐永岳1. 转台分度误差检测及补偿技术的研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(7): 895-899.
[3]	龙满林1, 2, 付永领1, 李光华2, 陈双桥2. 自抗扰算法在直流力矩电机伺服系统中的应用[J]. 中国机械工程, 2012, 23(9): 1047-1050.
[4]	王立成, 黄信达, 丁汉. 原位检测系统中触发式测头的误差分析与补偿[J]. 中国机械工程, 2012, 23(15): 1774-1778.
[5]	刘清, 王太勇, 董靖川, 刘清建, 李勃. 基于ESO及NTD的PMSM无机械传感器位置控制[J]. 中国机械工程, 2012, 23(10): 1212-1215.
[6]	郑蓓蓉, 薛伟, 周晨, 张淼. 压力传感器集成恒流源灵敏度温度系数补偿 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(7): 800-803.
[7]	吴凤和, 王少伟, 杨育林, 王跃宏. 超重型数控落地铣镗床滑枕挠曲变形补偿研究 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(20): 2416-2420.
[8]	贠海涛, 赵玉兰, 钟再敏. 基于龙贝格状态观测器的车载辅助动力蓄电池SOC估计 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(20): 2505-2509.
[9]	吴晓, 朱世强, 刘松国. 基于PDAG算法的工业机器人轨迹跟踪 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(19): 2302-2307.
[10]	吴雄彪, 姚鑫骅, 何振亚, 傅建中. 基于支持向量机的数控机床空间误差辨识与补偿 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(12): 1397-1400.
[11]	陈刚, 张为公, 龚宗洋, 孙伟. 用于汽车驾驶机器人的车辆性能自学习方法 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(04): 491-495.
[12]	严运兵, 颜伏伍, 杜常清. 并联混合动力电动汽车动态协调控制策略及仿真研究 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(02): 234-239.
[13]	陈刚;王益群;方一鸣;刘涛;. 冷连轧机相对油膜厚度检测及其补偿控制[J]. J4, 2009, 20(20): 0-2398.
[14]	江小霞;. 地震模拟平台液压系统同步控制的研究[J]. J4, 2009, 20(15): 0-1889.
[15]	滕伟;周云飞;穆海华;杨亮亮;. 超精密运动台激光测量模型及误差补偿算法[J]. J4, 2009, 20(12): 0-1511.