李兵强　陈晓雷　林　辉　吕帅帅　马冬麒

(西北工业大学自动化学院　西安　710129)



机电伺服系统齿隙补偿及终端滑模控制

李兵强陈晓雷林辉吕帅帅马冬麒

(西北工业大学自动化学院西安710129)

摘要针对机电伺服系统存在的齿隙非线性及参数时变问题，提出无抖振全阶终端滑模控制补偿策略。设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型，将拟合误差、未建模动态及外部干扰叠加视为类似干扰项，建立拟合系统的状态空间模型，并划分为3个子系统，采用反演控制思想设计终端滑模控制器，使跟踪误差在有限时间内收敛到零点较小邻域，实现对齿隙的精确补偿。应用Lyapunov方法分析有限时间收敛条件及控制参数对系统的影响。通过实验验证了控制策略的有效性。

关键词：机电伺服系统永磁同步电机齿隙非线性滑模控制反演控制

0引言

齿隙非线性由机械传动机构中运动部件存在的间隙所引发，是动力传递过程不可避免的环节，也是影响机电伺服系统动态性能的主要因素。齿隙的存在会降低系统稳定性、引起振动与噪声，由于齿隙具有动态及不可微特性，且难于精确测量，控制补偿极为困难。从20世纪40年代至今，对齿隙非线性的研究伴随着控制理论的发展而不断深入[1，2]。近年来，随着高性能机电伺服系统的广泛应用及非线性控制理论的日趋成熟，含齿隙系统的控制设计成为控制领域历久弥新的研究课题，已取得了丰硕的研究成果[1-10]。……