闫 峰，夏 斌，程 燃

(云科智能伺服控制技术有限公司，上海 200433)

0 引言

数控机床伺服驱动方式通常是“旋转电机+滚珠丝杠”进给方式，这种伺服形式结构复杂，且存在传动间隙及弹性变形，要获得较高的快速性和加工精度，给伺服控制系统提出了更高的要求[1]。以PID为核心的控制方法是基于系统对信号的响应特性或者系统的反馈信息来确定控制律，即利用系统的给定与实际信号的误差来确定系统的控制信号，导致系统的控制量总会慢一拍。同时，由于系统完全不依赖于模型或仅参考理想模型，当同一套控制器应用于相似的控制对象时或者是对象受到本身参数摄动和外部干扰时，控制器的参数需要重新调节，其通用性差[2-4]。文献[5]采用PDFF控制抑制速度超调，但对参数摄动和外部干扰的抑制效果不明显。文献[6]采用滑模变结构控制来抑制参数摄动和外部的扰动, 由于滑模控制固有的“抖振”问题, 影响伺服系统的稳态精度。

本文针对PMSM伺服控制系统存在的对系统参数摄动及外部干扰的抑制问题，设计线性自抗扰速度控制器(包括线性跟踪微分器、线性扩张状态观测器以及状态反馈控制器)，将非线性的系统通过状态反馈与扰动估计补偿的方式变换为一类串联积分型系统，从而提高了系统的动、静态性能。实验结果表明，线性自抗扰速度跟踪控制器可以有效地抑制不确定的扰动，提高系统的跟踪性能和鲁棒性。

1 PMSM数学模型

在忽略铁心饱和、不计涡流和磁滞损耗、转子上无阻尼绕组、永磁材料的电导率为零、相绕组中感应电动势波形是正弦波的前提下，永磁同步电机d-q轴系的状态方程为：