白喜强,崔皆凡,金少山

(沈阳工业大学 电气工程学院，辽宁 沈阳 110000)

0 引 言

近年来，永磁同步直线电机(PMSLM)得到了快速发展，尤其广泛应用于数控机床、数字化生产线等高精密的工业领域[1-2]。但直线电机直接带动负载运动，电机性能易受负载变化影响，且电机运行时会受参数变化以及一些非线性因素的影响，使得提高电机性能难度大。传统的 PID控制难以满足高性能控制的要求[3]。因此,需要设计一种控制器使系统具有较强的鲁棒性以及较高的响应速度。

滑模控制(SMC)本质上是一类特殊的非线性控制，其非线性表现为控制的不连续[4]。其结构简单，具有很强的鲁棒性，然而，在电机起动过程中SMC需要较长的时间才能使系统达到稳定状态，而且还存在抖振现象[5]。文献[6]采用加权积分增益与指数趋近律结合来减小抖振加快响应速度，但其抑制抖振效果不好。文献[7]设计了新的滑模趋近律，并且与模糊控制结合来减小滑模抖振，但其稳态时速度响应仍存在明显抖振。文献[8]采用线性矩阵不等式(LMI)来设计滑模等效控制律，并用扩张状态观测器(ESO)对各种干扰进行实时估计补偿，来增强系统鲁棒性。文献[9]通过对滑模趋近律进行改进以提高电机参数变化的鲁棒性。文献[10]在传统指数趋近律的基础上引入双曲正切函数、终端吸引子等来削弱抖振水平。

为了改善PMSLM的控制性能，减小滑模变结构控制引起的抖振问题。本文设计了基于ESO的改进变指数趋近律位置SMC。在传统指数趋近律的基础上，引入状态变量变指数积分幂次项、幂次趋近律和饱和函数,有效地减小滑模引起的抖振问题，提高了电机稳定性。……