奚文龙，唐文秀，许李尚，刘方悦

(东北林业大学 机电工程学院，哈尔滨 150040)

基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置控制

奚文龙，唐文秀，许李尚，刘方悦

(东北林业大学 机电工程学院，哈尔滨 150040)

针对直流电机位置控制系统在负载扰动情况下存在控制精度低、响应速度慢和鲁棒性差的问题，提出了基于一阶低通滤波器滑模反步法的直流电机位置跟踪控制算法。通过滑模反步法进行虚拟控制实现直流电机实际位置控制。利用一阶低通滤波器计算虚拟控制项的导数，消除微分膨胀，使控制器设计简单，但同时造成了相位滞后。通过前馈环节对一阶低通滤波器造成的相位滞后进行补偿。考虑位置跟踪、虚拟控制和滤波误差设计线性动态滑模面，改进滑模变结构控制律的切换控制项，提高滑模趋近速度，同时降低系统输出抖振。定义了Lyapunov函数，证明系统稳定性。仿真实验对比了比例积分微分(proportion integration differentid,PID)控制和传统滑模控制算法，结果表明，该方法能够快速、准确地跟踪给定位置信号，同时具有较好的鲁棒性。

一阶低通滤波器；滑模变结构；反步法；直流电机；位置控制

0 引 言

直流电机具有力矩系数大、过载能力强、可靠性高等优点[1]，良好的机械性能和调速性能使其广泛应用于工业和制造业领域[2]，但内部参数时变、非线性使得进行位置伺服控制设计较为复杂[3]。

滑模变结构算法进行位置控制具有较强的鲁棒性，但存在控制精度不够高、输出抖振等问题[4]。……