乔凌钰 费玉环,2 郑凯 马振伟,3 刘玥

0 引言

数控机床作为一种高精度机械零件加工的机电一体化设备,在生产制造业占据重要地位[1]．数控机床位置伺服系统是数控机床中很重要的组成部分,是一个多耦合和参数变化较大的非线性系统[2-3]，且系统的机械传动部分和永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有时变性和强耦合性的特点．当伺服系统模型的参数发生改变时,系统不能及时对其进行补偿．近年来,针对数控机床位置伺服系统的研究,国内外学者利用了多种算法,如模糊控制[3]、滑模控制[4]、迭代学习控制[5]、PID控制[6]等．滑模变结构适用于非线性系统,具有响应快、超调小、抗干扰能力强等特点,但易产生抖振．迭代学习控制能应用在非线性、模型不太确定的控制系统,且不需要知道被控对象的具体数学模型，已在扫描光刻系统[7]、永磁直线同步电机[8]中被应用,但是迭代次数较少、控制精度不高．线性模型一般用传统的PID控制器进行控制[9],但在实际应用中,由于位置伺服系统太过复杂,模型建立困难,PID控制很难实现．

本文采用的无模型自适应控制(Model-Free Adaptive Control,MFAC)[10]算法能够实现非线性系统的无模型自适应控制．该方法在类似位置伺服系统的一些时变、强耦合、强干扰的复杂系统中有一定的控制效果,且方法简单,不需要模型的信息,也无需人工对控制器进行参数调整,鲁棒性强且便于实现．MFAC算法提出时间相对较短,但已经在永磁同步电机驱动系统[11]、四旋翼飞行器[12]等控制对……