陈俊侨 汪晓军

摘  要：针对传统PID控制方法响应速度慢、鲁棒性差的缺点，文章提出基于自抗扰的双电机同步驱动电动缸的控制策略。采用交叉耦合控制器以保证双电机转速同步的性能;设计作用于位置环的自抗扰控制器，利用扩张状态观测器（ESO）对伺服系统的扰动进行估计和补偿。在Matlab/Simulink与Adams中进行了联合仿真实验，仿真结果表明，相较于传统方案，采用该控制策略可获得更快的系统响应速度，且稳态误差更小，鲁棒性强。

关键词：双电机同步;电动缸;自抗扰控制;交叉耦合控制器;扩张状态观测器

中图分类号：TM301.2               文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）19-0050-07

Research on Control Strategy of Double Motor Synchronous Driving Electric Cylinder Based on Active Disturbance Rejection

CHEN Junqiao1，2， WANG Xiaojun2

（1.Graduate School， The Second Academy of CASIC， Beijing  100854， China; 2.Beijing Institute of Mechanical Equipment， Beijing  100854， China）

Abstract： Aiming at the disadvantages of slow response and poor robustness of traditional PID control methods， a control strategy of double motor synchronous driving electric cylinder based on active disturbance rejection is proposed in this paper. The cross coupling controller is adopted to ensure the speed synchronization of dual motors; the active disturbance rejection control acting on the position loop is designed， and the extended state observer （ESO） is used to estimate and compensate the disturbance of the servo system. The joint simulation experiment is carried out in Matlab/Simulink and Adams. The simulation results show that compared with the traditional scheme， the usage of this control strategy can obtain faster system response speed， and it has smaller steady-state error and strong robustness.

Keywords： dual motor synchronous; electric cylinder; active disturbance rejection control; cross coupling controller; extended state observer

0  引  言

相較于单电机驱动系统，双电机驱动伺服系统动力分散，能更加合理地进行空间布局，可实现动力冗余功能，紧急情况下还可实现单电机的应急运行。单电机驱动系统采用单一电机的机械传动方式，受传动距离、扭矩等因素影响较大，同步控制精度低，传动系统复杂[1]。双电机驱动方式克服了机械传动的不足，实现方法可分为耦合式控制和非耦合式控制[2，3]，其中耦合式控制能够使系统获得更好的同步性能[4-6]。

影响双电机驱动系统速度和稳定性的因素有双电机同步性、系统抗干扰能力，等等。为此，解决双电机同步性、提升其抗干扰能力，是使双电机同步驱动电动缸，实现稳定、精准控制的必要条件。在传统的多电机控制研究与实现中，往往采用PI控制器与同步控制策略相结合的模式[7，8]。然而PI控制器存在带宽有限、抗扰动能力弱、多层PI控制器参数不易整定等缺陷，使得多电机控制性能较弱;且仿真大多是在MATLAB/Simulink环境下进行的，缺乏对控制模型的动力学仿真[9]。……