基于魯棒滑模策略的電機伺服系統(tǒng)內(nèi)模控制*

袁績海，郭迎清，厲天凱，陳 建

（1.河南水利與環(huán)境職業(yè)學院，鄭州 450011；2.西北工業(yè)大學動力與能源學院，西安 710072；3.解放軍95903 部隊，武漢 432200）

0 引言

伺服電機作為一種常用的控制單元，在諸多領域均能夠看到其身影。由于伺服電機所處的工作環(huán)境往往是高溫高速，因此，如何實現(xiàn)惡劣環(huán)境下的精確控制一直是研究的熱點問題。

內(nèi)模控制（Internal Model Control，IMC）為分析和設計控制系統(tǒng)提供了一個有效、直觀、簡單的框架，因此，在電機控制中應用廣泛。文獻［6］利用自適應補償策略實現(xiàn)了電機調(diào)速系統(tǒng)的分段控制；文獻［7］考慮到系統(tǒng)跳變，結合最小二乘支持向量機補償策略，提出了一種內(nèi)模控制方法；文獻［8］提出了一種雙自由度內(nèi)模控制（2 Degree of Freedom，2DOF-IMC），并且利用改進遺傳算法優(yōu)化其中相應參數(shù)，有效提升了控制效果。不過以上研究給出的控制器性能對參數(shù)與經(jīng)驗有較高依賴性，因而控制水平有限。有的參數(shù)還需在線調(diào)整，為滿足收斂性要求，還需要進行復雜的處理，這對其實際應用產(chǎn)生很不利影響。

滑模變結構控制（Sliding Mode Control，SMC）由于其強大的非線性控制能力得到了廣泛關注。在各個領域均有應用，例如航空動力、工業(yè)控制、醫(yī)療器械等。不過為提高其跟蹤性能，還需要控制抖振。對具體系統(tǒng)而言，其一般存在未建模動態(tài)，這種情況下在處理時如果基于邊界層解抑制抖振，則會導致恒擾動時的穩(wěn)態(tài)誤差問題，而不滿足精度要求。

本文在研究時對以上控制策略的缺陷進行具體分析，然后引入滑模與內(nèi)模控制模型，且結合本系統(tǒng)的控制要求，而建立了基于魯棒滑模控制律的改進內(nèi)模控制器，通過其對伺服電機進行控制。……