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快速定位伺服系统的控制器设计 controller design for fast positioning servo systems
第13卷第1期 电 机 与 控 制 学 报 VoL13No．1
MACHINESANDCONTROL
2009年1月 ELECTRIC Jan．2009
快速定位伺服系统的控制器设计
程国扬， 曾佳福
(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)
摘要：提出一个用于实现快速和准确的伺服定位的控制方案。此控制方案是在近似时间最优控
(ESO)。其中，CNF控制律包含线性和非线性反馈两部分，分别实现快速的响应和抑制超调，从而
提高短距离定位时的瞬态性能；而PTOC控制律则用于在定位误差较大的时候进行最大的加速和
减速；通过ESO对伺服系统中的未知速度和扰动进行估计及补偿，以消除稳态误差。针对双积分
模型的伺服系统，设计了一个参数化控制器，并用于球杆系统的定位控制。实验结果表明控制系统
可以实现对目标位置的快速和准确的定位，并具有较强的性能鲁棒性。
关键词：最优控制；反馈；状态观测器；伺服系统；非线性；补偿
中圈分类号：TM3；TM273文献标识码：A 文章编号：1007-449X(2009)01-0052-05
Controllerforfast servo
systems
design positioning
CHENG ZENG
Guo-yang， Jia-fu
ofElectrical and
Automation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)
(College Engineering
newcontrol is toachievefastandaccurateservo control
Abstract：A Schemeproposed positioning．The
into of
a nonlinear theframework
feedback(CNF)control proxi-
scb删m睁incorporatedcomposite technique
matetime withanextendedstate CNFcontrollaw
optimalcontrol(FrOC)，togetherobserver(ESO)．The
for
consistedofalinearfeedbackfor fast andanonlinearfeedback
partachievingresponse part suppressing
the asto thetransient inshort thePTOClawWas
overshoot，80 performancespanpositioning，while
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