TWUSM振动模态鲁棒滑模观测器研究

作     者：荆锴 林夏萍 董砚 JING Kai;LING Xiaping;DONG Yan

作者机构：河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401 河北省控制工程技术研究中心天津300130 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2020年第42卷第5期

页      面：659-662,667页

学科分类：080801[工学-电机与电器] 1002[医学-临床医学] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51807049) 河北省自然科学基金资助项目(E2019202227) 

主　　题：行波型旋转超声电机 滑模观测器 振动模态 参数时变性 鲁棒性 

摘      要：考虑到行波型旋转超声电机(TWUSM)控制精度与定子两相振动模态有关,但其不易测量。因此,该文提出了一种具有参数鲁棒性的滑模观测器以实现优化定子振动模态。首先,分析定子两相振动模态及合成行波对TWUSM高精度控制的影响;其次,利用电机可测的电流、电压信号建立振动模态滑模观测器,分析TWUSM参数时变特征,并证明观测器的稳定性与鲁棒性;最后,通过仿真与实验对所提出的振动模态滑模观测器进行验证。结果表明,滑模观测器能准确估计两相振动模态,且具有参数鲁棒性。此外,基于观测结果改善驱动电压,实现定子振动模态优化,从而降低输出转矩脉动,提高电机控制精度。