基于扰动观测器的交流伺服系统低速爬行滤波反步控制方法

作     者：尹忠刚 靳海旭 张彦平 刘静 马保慧 Yin Zhonggang;Jin Haixu;Zhang Yanping;Liu Jing;Ma Baohui

作者机构：西安理工大学电气工程学院西安710048 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室天水741020 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2020年第35卷第S1期

页      面：203-211页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51677150) 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室(SKLLDJ012016006)资助项目 

主　　题：滤波反步控制 扰动观测器 伺服系统 低速爬行 

摘      要：交流伺服系统运行速度低于某一临界值时,位置会交替出现停滞、滑动,并伴随速度脉动的低速爬行现象。针对交流伺服系统非线性特点,采用反步法设计位置环控制器和速度环控制器,由于在极低速下伺服系统受摩擦力矩、负载扰动以及参数摄动等干扰的影响较大,因此在反步控制的基础上引入扰动观测器,实时观测扰动量并前馈补偿,进一步提高系统的动态性能和抗干扰能力。同时加入滤波环节避免常规反步控制中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程以及计算膨胀问题。实验结果表明,基于扰动观测器的交流伺服系统低速爬行滤波反步控制方法具有更好的鲁棒性,在满足系统性能指标的同时,有效地削弱低速爬行对伺服电动机低速运行性能的不利影响。