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圆筒型反向式横向磁通直线电机定位力补偿二阶自抗扰控制器位置控制

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（1. 南京埃斯顿自动化股份有限公司 南京 211106 2. 南京航空航天大学自动化学院 南京 211106）

为减小定位力、摩擦力及负载等扰动对圆筒型反向式横向磁通直线电机（TRTFLM）位置控制性能的影响，提出一种定位力补偿二阶自抗扰控制器（ADRC）。首先，给出该电机的基本结构与运行原理，并对其定位力产生机理、数学模型及谐波分量进行分析；其次，基于该电机的数学模型，将位置环与速度环进行并联设计，构建位置环二阶ADRC，提高了TRTFLM位置控制的抗扰性能及跟踪性能；在此基础上，将定位力模型嵌入至扩张状态观测器（ESO）中，实现对二阶ADRC的优化，进一步提高了位置控制跟踪性能；最后，实验表明该控制方案的可行性和有效性。

圆筒型反向式横向磁通直线电机 定位力 自抗扰控制 位置控制

0 引言

圆筒型反向式横向磁通直线电机（Tubular Reversal Transverse Flux Linear Machine, TRTFLM）不仅具有传统圆筒型横向磁通直线电机不存在横向边端效应、不存在单边磁拉力及推力密度高的优点，而且具有圆筒型磁通反向式直线电机初级制造工艺简单及圆筒型开关磁阻直线电机次级结构简单、可靠性高、成本低等优点，应用于长冲程场合具有独特的优势[1-3]。然而，该新型结构电机仍属于直驱电机，其动子与负载直接相连，定位力、摩擦力及负载等扰动因素直接作用于电机本体，是一种典型的多变量、强耦合、时变的非线性控制对象，因此经典的PID控制难以满足高性能位置控制的要求，使其应用范围受限[4-6]。……