机床用直线伺服系统改进型ADRC设计.pdfVIP

第 4期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．4 2013年 4月 ModularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique Apr．2013 文章编号 ：1001—2265(2013)04—0065—04 机床用直线伺服系统改进型ADRC设计木 刘春芳 ，臧 斌 ，王丽梅 (沈阳工业大学 电气工程学院，沈 阳 110870) 摘要 ：针对永磁直线 电机伺服 系统存在 纹波推力扰动 、负载扰动、摩擦 力扰动和其他不确 定性扰 动 ，文章提 出了一种双 闭环 改进 型 自抗扰控制 器优化设 计方法。针对永磁 直线 同步 电机 (PMLSM)系统 ，设计 了速度环和位 置环 自抗扰控 制器 ，并对一 阶 自抗扰控制 器 (ADRC)进行 了优 化 ，在保证控制器性能的前提下 ，省略掉 ADRC模 型 中的非线性跟踪微分器 (TD)环节，同时为有 效降低模型复杂程度 ，减小算法计算量 ，采用线性比例调节代替非线性状态反馈控制律 (NLSEF)， 实现 了永磁直线同步 电机 的改进型双闭环 自抗扰控制。仿真结果表 明，该 自抗扰控制器能够很好 的解决强耦合和非线性 问题 ，能够提 高系统的响应速度 ，减小稳 态误 差且无超调 ，对 负载扰动 、电 机参数变化具有 良好 的鲁棒性 。 关键词 ：自抗扰控制器；数控机床 ；直线伺服系统；抗干扰 ；扩张状态观测器；双闭环控制；鲁棒性 中图分类号 ：TP23 文献标识码 ：A Design ofImprovementADRC ofPM LSM LIU Chun—fang，ZANG Bin，WANG Li-mei (SchoolofElectricalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China) Abstract：Thispaperpresentsadoubleclosedloopimprovementactivedisturbancerejectioncontroller (ADRC)forthepermanentmagnetlinearsynchronousservosystem (PMSLS)whichexistsripplethrust disturbances，loaddisturbances，frictiondisturbanceandotheruncertaintydisturbances．Basedonanaly— zingoftheADRCprincipleandthepermanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)mathemati— calmodel，improvementADRC controllerisappliedto thecontrolofspeed—circleandposition-circle， and isimplemented inthePMLSM system．W ithoptimizationofADRC，thecomputation load isreduced andthepracticability isgreatlyenhancedwhilefasterdynamicresponseiskeptatthesametime．Simula— tion resultindicatesthatdouble closed loop improvementADRC can settle theproblemsofstrongCOU- pling and nonlinearityverywell，improvetheresponsespeedofsystem ，reducethesteadys‘tateerrorand no overshoot，hasbetterrobustnessandbettercontrolperformance． Keywords：ADR