第
36
卷第
1
期
2014
年
1
月
沈阳工业大学学报
Vo
l.
36
NO.l
Jan. 2 0 1 4 Journ
a1
of
Shenyang University
of
Technology
doi:
10.
7688/j.
issn.
1000
-
1646.
2014.
0
1.
02
直线电机悬浮平台的
μ
-H
∞鲁棒控制*
孙宜标,毛爽,夏加宽
(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳
110870)
摘
要:针对直线电机悬浮平台系统采用直接驱动方式易受参数变化、负载扰动、端部效应和齿槽
效应等不确定性因素影响的问题,在系统模型反馈线性化的基础上,结合鲁棒控制器的设计方法
和
μ
综合
D-K
迭代法,分别对悬浮平台系统的水平方向和坚直方向设计
μ
-H
∞速度控制器.与速度
控制器相比,该控制器具有更好的鲁棒性和快速性.仿真结果表明,采用了
μ
-H
∞控制策略的系统
对不确定性因素的影响有很好的抑制能力,实现了悬浮平台系统对定位精度、快速性和鲁棒性的
要求.
关键词:直线电机悬浮平台
;μ
-H
∞速度控制器
;μ
综合
D-K
迭代法;反馈线性化;参数变
化;干扰抑制;鲁棒性
中图分类号:
TP273
文献标志码
:A
文章编号:
1000
-1646(2014
)01
-
0007
-
06
μ
-H
∞
robust
control for linear motor levitation platform
SUN Yi-biao , MAO Shuang , XIA Jia-kuan
(School
of
El
巳
ctrical
E
吨
ineering
,
Shenyang
Dniv
巳
:fS
町
ofT
巳
chnology
,
Sh
巳町
ang
110870
,
China)
Abstract:
In order to solve the problem that the linear motor levitation platform with direct driving mode is
easily affected
by
such uncertain factors as the parameter variation , load disturbance , end effect and cogging
effect
, the
μ
-H
∞
speed
controllers for both horizontal and vertical directions
of
levitation platform system
were respectively
designed
出
rough
combining the design method for
H
∞
robust
controllers and
D-K
iteration
method for
μ-synthesis
and based on the feedback linearization
of
system mode
l.
Compared with the
H
∞
speed controller, the proposed
μ
-H
∞
controllers
exhibit better robustness and speediness. The simulated
results show that the system with
μ
-H
∞
robust
control strategy has great inhibitory ability to the influence
of
uncertain factors , and can realize the requirements
of
levitation platform system in the positioning accuracy ,
speediness and robustness.
Key
words:
linear motor levitation
platform;μ
-H
∞
speed
controller;
p,-
synthesis; D-K iteration method;
feedback linearization; parameter variation; disturbance restraint; robustness
直线电机悬浮平台由简单的永磁直线同步电
机
(PMLSM)
构成,实现了非接触运动,避免了机
械摩擦,延长了寿命,减少了污染,具有
PMLSM
和悬浮系统的双重特点,在高精度伺服系统中具
有很大的优越性和发展潜力
[1
-3J
但是,悬浮平台
容易受到气隙变化、负载扰动、端部效应以及齿槽
收稿日期:
2013
-02
-2
1.
效应等不确定性因素的影响,进而影响到系统的
伺服性能,因此,实际应用对系统控制器的设计提
出了较高的要求.
文献
[4J
针对系统的不确定性和未建模动态
问题设计了
H
∞控制器,提高了系统的鲁棒性,但
是该方法具有一定的保守性,不能全面地考虑系
基金项目:教育部博士学科点专项科研基金资助项目
(20102102110001).
作者简介:孙宜标(1
970
-)
,男,安徽庐江人,副教授,主要从事交流伺服系统、鲁棒控制及非线性系统等方面的研究.
*本文已于
2014
-
01
- 0220:
03
在中国知网优先数字出版.网络出版地址
http://www.cn
k:i
.neVkcms/detaiV2
1.
1189.
T.
20140102.2003.001.htrrù
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沈阳工业大学学报
Vo
l.
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NO.l
Jan. 2 0 1 4 Journ
a1
of
Shenyang University
of
Technology
doi:
10.
7688/j.
issn.
1000
-
1646.
2014.
0
1.
02
直线电机悬浮平台的
μ
-H
∞鲁棒控制*
孙宜标,毛爽,夏加宽
(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳
110870)
摘
要:针对直线电机悬浮平台系统采用直接驱动方式易受参数变化、负载扰动、端部效应和齿槽
效应等不确定性因素影响的问题,在系统模型反馈线性化的基础上,结合鲁棒控制器的设计方法
和
μ
综合
D-K
迭代法,分别对悬浮平台系统的水平方向和坚直方向设计
μ
-H
∞速度控制器.与速度
控制器相比,该控制器具有更好的鲁棒性和快速性.仿真结果表明,采用了
μ
-H
∞控制策略的系统
对不确定性因素的影响有很好的抑制能力,实现了悬浮平台系统对定位精度、快速性和鲁棒性的
要求.
关键词:直线电机悬浮平台
;μ
-H
∞速度控制器
;μ
综合
D-K
迭代法;反馈线性化;参数变
化;干扰抑制;鲁棒性
中图分类号:
TP273
文献标志码
:A
文章编号:
1000
-1646(2014
)01
-
0007
-
06
μ
-H
∞
robust
control for linear motor levitation platform
SUN Yi-biao , MAO Shuang , XIA Jia-kuan
(School
of
El
巳
ctrical
E
吨
ineering
,
Shenyang
Dniv
巳
:fS
町
ofT
巳
chnology
,
Sh
巳町
ang
110870
,
China)
Abstract:
In order to solve the problem that the linear motor levitation platform with direct driving mode is
easily affected
by
such uncertain factors as the parameter variation , load disturbance , end effect and cogging
effect
, the
μ
-H
∞
speed
controllers for both horizontal and vertical directions
of
levitation platform system
were respectively
designed
出
rough
combining the design method for
H
∞
robust
controllers and
D-K
iteration
method for
μ-synthesis
and based on the feedback linearization
of
system mode
l.
Compared with the
H
∞
speed controller, the proposed
μ
-H
∞
controllers
exhibit better robustness and speediness. The simulated
results show that the system with
μ
-H
∞
robust
control strategy has great inhibitory ability to the influence
of
uncertain factors , and can realize the requirements
of
levitation platform system in the positioning accuracy ,
speediness and robustness.
Key
words:
linear motor levitation
platform;μ
-H
∞
speed
controller;
p,-
synthesis; D-K iteration method;
feedback linearization; parameter variation; disturbance restraint; robustness
直线电机悬浮平台由简单的永磁直线同步电
机
(PMLSM)
构成,实现了非接触运动,避免了机
械摩擦,延长了寿命,减少了污染,具有
PMLSM
和悬浮系统的双重特点,在高精度伺服系统中具
有很大的优越性和发展潜力
[1
-3J
但是,悬浮平台
容易受到气隙变化、负载扰动、端部效应以及齿槽
收稿日期:
2013
-02
-2
1.
效应等不确定性因素的影响,进而影响到系统的
伺服性能,因此,实际应用对系统控制器的设计提
出了较高的要求.
文献
[4J
针对系统的不确定性和未建模动态
问题设计了
H
∞控制器,提高了系统的鲁棒性,但
是该方法具有一定的保守性,不能全面地考虑系
基金项目:教育部博士学科点专项科研基金资助项目
(20102102110001).
作者简介:孙宜标(1
970
-)
,男,安徽庐江人,副教授,主要从事交流伺服系统、鲁棒控制及非线性系统等方面的研究.
*本文已于
2014
-
01
- 0220:
03
在中国知网优先数字出版.网络出版地址
http://www.cn
k:i
.neVkcms/detaiV2
1.
1189.
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20140102.2003.001.htrrù