孙 悦，高 闯

（辽宁科技大学 电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114051）

直线步进电机是一种结构简单、精准度高的设备，通常运用在自动化生产、印刷厂、高精准度测量以及较为准确的位置跟踪等方面。反步法（Backstepping）是解决非线性系统控制问题的一个有效方法［1-3］，适用于直线步进电机的控制。文献［4］给出了一种直线步进电机的输出反馈控制器方法，实现了电机在状态不可测条件下的电机位移跟踪控制。文献［5］针对内置式永磁同步电机，进行了自适应反步控制研究，解决了参数不确定对于系统的影响，使永磁同步电机能够达到渐近稳定的跟踪控制。文献［6］设计了一个永磁同步电机的鲁棒自适应反步滑模容错控制器，实现了转速的高精度跟踪，并且能够抑制扰动。文献［7］研究了永磁直线同步电机位移的跟踪动态面反步滑模控制问题，运用人工鱼群-蛙跳混合算法，实现了控制器参数的优化。上述文献设计的控制器，虽然能够保证系统的稳定性，但是系统跟踪误差的收敛速度以及超调量均处于不可控状态，影响系统的暂态和稳态性能。针对此问题，文献［8］和［9］通过引入预设性能函数，有效提高非线性系统的暂态和稳态性能，同时保证整个闭环系统的所有信号有界。因此，本文针对直线步进电机的跟踪控制问题，给出一种新的电机控制方案，通过引入有限时间预设性能函数，结合Backstepping法设计控制器，使电机动子能够较好地跟随期望轨迹运动。同时，可调节跟踪误差的收敛速度和超调量，提高系统的暂态和稳态性能，保证电机的跟踪误差能在设定的时间内收敛到平衡点，即电机系统在平衡点处是渐近稳定的。……