本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)滑模控制方法，特別是不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的滑?？刂品椒?。適用于航空航天、艦船推進(jìn)、電動(dòng)汽車等對(duì)電機(jī)的可靠性和動(dòng)態(tài)性能有較高要求的場合。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，對(duì)汽車駕乘的舒適性和安全穩(wěn)定性要求越來越高。作為現(xiàn)代汽車的重要組成部分，懸架系統(tǒng)性能對(duì)汽車行駛平順性和操作穩(wěn)定性等有著極其重要的影響，因此主動(dòng)懸架系統(tǒng)的研究受到業(yè)內(nèi)高度重視。作為主動(dòng)電磁懸架系統(tǒng)的核心部件，圓筒直線電機(jī)研究受到重視。電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)和外部不確定性擾動(dòng)嚴(yán)重影響電機(jī)系統(tǒng)性能，從而決定著電磁懸架的可靠性和動(dòng)態(tài)性能。

目前，永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)通常采用速度外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，且控制器均采用傳統(tǒng)的PI控制器。盡管PI控制器具有算法簡單，可靠性高以及參數(shù)整定方便等優(yōu)點(diǎn)，但是，由于受到電機(jī)參數(shù)變化或外界不確定因素的影響，常規(guī)PI控制器不能得到滿意的調(diào)速性能，同時(shí)系統(tǒng)的魯棒性也不夠理想。因此一些現(xiàn)代控制理論被成功地應(yīng)用于永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，滑?？刂?SMC)，模糊控制，自適應(yīng)控制等。其中，SMC以其自身概念的簡單性和對(duì)系統(tǒng)干擾極強(qiáng)的魯棒性而成為研究的熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的大多數(shù)SMC策略都是在干擾匹配的條件下提出的。傳統(tǒng)SMC策略對(duì)滿足匹配條件的干擾(即干擾作為輸入的一部分參與控制策略)具有強(qiáng)的魯棒性，但當(dāng)干擾不滿足匹配條件(即系統(tǒng)的控制信號(hào)與系統(tǒng)干擾分別作用在不同的通道)時(shí)，系統(tǒng)的魯棒性就不再存在，系統(tǒng)狀態(tài)不能實(shí)現(xiàn)跟隨。Riccati方法和線性矩陣不等式解方法僅能消除具有H₂范數(shù)收斂條件的不匹配干擾，對(duì)于其他類型的不匹配干擾并不起作用。積分SMC策略雖然能夠消除不匹配干擾的影響，卻存在超調(diào)大、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長以及抖振大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有電機(jī)滑?？刂萍夹g(shù)的不足，根據(jù)圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)的特性和現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明目的是克服電磁懸架用五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)存在不匹配干擾嚴(yán)重降低電機(jī)性能這一問題，提出一種用于本發(fā)明的不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型SMC方法，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)速度快速跟隨且無超調(diào)、無穩(wěn)態(tài)誤差，實(shí)現(xiàn)了滑模抖振的有效抑制，對(duì)系統(tǒng)不匹配干擾具有很強(qiáng)的魯棒性，新型滑模控制器只有一個(gè)調(diào)節(jié)器，避免了速度環(huán)和電流環(huán)之間的耦合，且參數(shù)少，參數(shù)整定簡單易行，進(jìn)而提高本發(fā)明的不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和可靠性。

本發(fā)明用于不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型SMC方法采用如下技術(shù)方案：

一種不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型滑?？刂品椒?，包括以下步驟：

步驟1，五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)特性分析；

步驟2，建立基于不匹配干擾d₁(t)和匹配干擾d₂(t)的五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)二階數(shù)學(xué)模型；

步驟3，根據(jù)步驟2定義的系統(tǒng)狀態(tài)變量x₁、x₂和不匹配干擾d₁(t)，設(shè)計(jì)不匹配干擾觀測(cè)器觀測(cè)電機(jī)系統(tǒng)的不匹配干擾d₁(t)；

步驟4，設(shè)計(jì)系統(tǒng)新型滑模面σ，求得滑模面σ的導(dǎo)數(shù)將步驟2所得的電機(jī)二階數(shù)學(xué)模型表達(dá)式代入滑模面導(dǎo)數(shù)表達(dá)式中求出基于不匹配干擾觀測(cè)器的新型滑?？刂坡?/p>

步驟5，將步驟4獲得的滑?？刂坡杀磉_(dá)式代入步驟4所得的滑模面導(dǎo)數(shù)表達(dá)式求得表達(dá)式選取李雅普諾夫函數(shù)，根據(jù)表達(dá)式和步驟4所得滑模面σ分析所設(shè)計(jì)的新型滑?？刂破鞯姆€(wěn)定性；

步驟6，將步驟4所得的滑?？刂坡珊陀蒔I電流調(diào)節(jié)器輸出的d軸電壓給定值x軸電壓給定值以及y軸電壓給定值經(jīng)電壓源逆變器，采用CPWM調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的高控制性能運(yùn)行。本發(fā)明提出的不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的高性能滑?？刂撇呗钥驁D如圖3所示。

進(jìn)一步，所述步驟1中，該電機(jī)的繞組置于定子上，永磁體位于動(dòng)子上，采用spoke形式，永磁體和次級(jí)動(dòng)子均為環(huán)形形狀且固定于非導(dǎo)磁支撐管上；初級(jí)定子槽數(shù)和次級(jí)動(dòng)子永磁體極對(duì)數(shù)分別為20和9；采用分?jǐn)?shù)槽單層集中繞組；定子齒包含兩部分：電樞齒和容錯(cuò)齒，電樞齒上纏有繞組，而容錯(cuò)齒上無繞組，容錯(cuò)齒將兩個(gè)相鄰電樞齒隔開，使各相繞組之間的電、磁、熱的耦合幾乎為零。

進(jìn)一步，所述步驟2中，基于不匹配干擾d₁(t)和匹配干擾d₂(t)的五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)二階數(shù)學(xué)模型為：

式中x₁、x₂為系統(tǒng)狀態(tài)變量d₁(t)為不匹配干擾d₂(t)為匹配干擾a(x)＝k₁₁k₂₁x₁+k₂₂x₂，D＝k₁₁k₂₃，C＝-k₂₁v^*。

進(jìn)一步，所述步驟4中，所設(shè)計(jì)的新型滑模面為：

式中：c₁、c₂為滑模面參數(shù)且c₁、c₂>0，x₁(0)為狀態(tài)變量x₁的初始值，為不匹配干擾觀測(cè)值的初始值。令t＝0，則σ＝0，由此可見該滑模面能夠保證系統(tǒng)狀態(tài)x₁、x₂從一開始就處于滑模面上，消除了趨近階段，確保了系統(tǒng)的全局魯棒性能。

進(jìn)一步，所述步驟4中，所設(shè)計(jì)的基于不匹配干擾觀測(cè)器的新型滑?？刂坡蔀椋?/p>

式中ε為控制器切換增益，且ε>0。

本發(fā)明所設(shè)計(jì)的新型滑?？刂破鲀H一個(gè)速度調(diào)節(jié)器，避免了速度環(huán)和電流環(huán)之間的耦合，且控制器參數(shù)少，參數(shù)整定簡單易行，大大簡化了控制器的設(shè)計(jì)難度。

進(jìn)一步，所述控制方法還適用于永磁旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、采用本發(fā)明的新型SMC策略能使電機(jī)速度快速跟隨且無超調(diào)、無穩(wěn)態(tài)誤差，同時(shí)該策略有效抑制了滑模抖振，對(duì)系統(tǒng)不匹配干擾具有很強(qiáng)的魯棒性。

2、本發(fā)明提供的含有不匹配干擾估計(jì)值的新型SMC策略解決了傳統(tǒng)SMC對(duì)不匹配干擾無作用，Riccati方法和線性矩陣不等式解方法只能消除具有H₂范數(shù)收斂條件的不匹配干擾以及積分SMC策略存在超調(diào)大、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長以及抖振大的缺點(diǎn)。

3、對(duì)于傳統(tǒng)的速度、電流雙閉環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，需要設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，二者實(shí)行嵌套連接，在設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中有大量的參數(shù)需要計(jì)算和調(diào)整，工作量大，系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy。而本發(fā)明所設(shè)計(jì)的新型滑模控制器僅一個(gè)調(diào)節(jié)器，避免了速度環(huán)和電流環(huán)之間的耦合，且參數(shù)少，參數(shù)整定簡單易行，大大簡化了控制器的設(shè)計(jì)難度。

4、不匹配干擾觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)了該類電機(jī)系統(tǒng)的不匹配干擾的精確估算，從而實(shí)現(xiàn)了該類電機(jī)系統(tǒng)的高性能運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例新型SMC策略的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型SMC策略框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例傳統(tǒng)SMC策略下負(fù)載階躍響應(yīng)波形圖，(a)為速度波形(b)為電流波形；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例積分SMC策略下負(fù)載階躍響應(yīng)波形圖，(a)為速度波形(b)為電流波形；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例新型SMC策略下負(fù)載階躍響應(yīng)波形圖，(a)為速度波形(b)為電流波形；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例傳統(tǒng)SMC策略下速度階躍響應(yīng)波形圖，(a)為速度波形(b)為電流波形；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例積分SMC策略下速度階躍響應(yīng)波形圖，(a)為速度波形(b)為電流波形；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例新型SMC策略下速度階躍響應(yīng)波形圖，(a)為速度波形(b)為電流波形；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例積分SMC策略下(a)q軸電壓波形圖和(b)電機(jī)推力波形圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例新型SMC策略下(a)q軸電壓波形圖和(b)電機(jī)推力波形圖；

圖中：1.永磁體；2.初級(jí)定子；3.電樞齒；4.集中繞組；5.容錯(cuò)齒；6.次級(jí)動(dòng)子。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

為了能夠更加簡單明了地說明本發(fā)明的不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型SMC方法和有益效果，下面結(jié)合一個(gè)具體的五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)來進(jìn)行詳細(xì)的描述。

步驟1，五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)特性分析。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，該電機(jī)的繞組置于定子上，易于散熱；永磁體位于動(dòng)子上，采用spoke形式，能夠產(chǎn)生大推力，同時(shí)減小定位力；永磁體和次級(jí)動(dòng)子均為環(huán)形形狀且固定于非導(dǎo)磁支撐管上；初級(jí)定子槽數(shù)和次級(jí)動(dòng)子永磁體極對(duì)數(shù)分別為20和9；采用分?jǐn)?shù)槽單層集中繞組，即每個(gè)槽內(nèi)只放置來自某一相的一套電樞繞組，且每相線圈由兩套繞組組成，能夠很好地改善反電勢(shì)正弦度，提高繞組利用率；定子齒包含兩部分：電樞齒和容錯(cuò)齒。電樞齒上纏有繞組，而容錯(cuò)齒上無繞組，起到阻隔磁路的作用，容錯(cuò)齒將兩個(gè)相鄰電樞齒隔開，使各相繞組之間的電、磁、熱的耦合幾乎為零，電機(jī)一相出現(xiàn)故障時(shí)，正常相不受故障相的影響，具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性；經(jīng)過仿真優(yōu)化得到，當(dāng)電樞齒和容錯(cuò)齒一樣大小時(shí)，反電勢(shì)正弦度最好且幅值最大；電機(jī)電樞和初級(jí)間零徑向力、無繞組端部、相間獨(dú)立性好。

步驟2，步驟2，建立基于不匹配干擾d₁(t)和匹配干擾d₂(t)的五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)二階數(shù)學(xué)模型。

五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為

式中：u_d、u_q、i_d、i_q、L_d、L_q分別為d軸和q軸電壓、電流和電感；R為定子電阻；v為動(dòng)子速度；ψ_f為永磁體磁鏈；τ為極距；下標(biāo)“0”表示標(biāo)稱模型參數(shù)值；f_d、f_q、f_v為參數(shù)變化、外部擾動(dòng)以及其他未建模動(dòng)態(tài)引起的干擾。

式中：R＝R₀+ΔR；L_d＝L_d0+ΔL_d；L_q＝L_q0+ΔL_q；ψ_f＝ψ_f0+Δψ_f；ε_d、ε_q、ε_v為系統(tǒng)的未建模部分。

采用i_d＝0控制，由式(1)得

式中v*、v分別為給定速度和實(shí)際速度；i_q分別為給定電流和實(shí)際電流。

令由式(3)得

式中：

令x₂＝k₁₁x'₂＝k₁₁i_q，由式(4)可得五相TFT-LPM電機(jī)二階模型為

式中：x₁、x₂為狀態(tài)變量，d₁(t)為不匹配干擾，d₂(t)為匹配干擾，a(x)＝k₁₁k₂₁x₁+k₂₂x₂，D＝k₁₁k₂₃，d₂(t)＝k₁₁d'₂(t)。

步驟3，根據(jù)步驟2定義的系統(tǒng)狀態(tài)變量x₁、x₂和不匹配干擾d₁(t)，設(shè)計(jì)不匹配干擾觀測(cè)器觀測(cè)電機(jī)系統(tǒng)的不匹配干擾d₁(t)。

由于SMC策略對(duì)匹配干擾具有完全的抗擾性，而對(duì)于不匹配干擾不起作用，因此只需估計(jì)式(5)中的不匹配干擾d₁(t)，提出一種不匹配干擾觀測(cè)器如下：

式中：分別為d₁(t)和的估計(jì)值，p₁₁、p₁₂為輔助變量，l₁₁、l₁₂為觀測(cè)器參數(shù)且大于0。

式(6)所示的干擾觀測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)如下有界時(shí)變不匹配干擾的估計(jì)：

式中i＝0,1,2,…,n；λ為一大于0的常數(shù)。

步驟4，設(shè)計(jì)系統(tǒng)新型滑模面σ，求得滑模面σ的導(dǎo)數(shù)將步驟2所得的電機(jī)二階數(shù)學(xué)模型表達(dá)式代入滑模面導(dǎo)數(shù)表達(dá)式中求出基于不匹配干擾觀測(cè)器的新型滑模控制律

設(shè)計(jì)一種新型滑模面為

式中：c₁、c₂為滑模面參數(shù)且c₁、c₂>0，x₁(0)為狀態(tài)變量x₁的初始值，為不匹配干擾觀測(cè)值的初始值。令t＝0，σ＝0，由此可見該滑模面能夠保證系統(tǒng)狀態(tài)x₁、x₂從一開始就處于滑模面上，消除了趨近階段，確保了系統(tǒng)的全局魯棒性能。

由式(5)和式(8)可得基于不匹配干擾觀測(cè)器的新型滑?？刂坡蔀?/p>

式中ε為控制器切換增益，且ε>0。

控制器參數(shù)c₁、c₂決定滑模面式(8)的跟蹤帶寬和跟蹤誤差的衰減速率。參數(shù)值c₁、c₂越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，跟蹤精度越高。然而，太大的參數(shù)值可能會(huì)引起系統(tǒng)抖振和超調(diào)。因此，設(shè)計(jì)控制器時(shí)，參數(shù)值c₁、c₂應(yīng)從小到大調(diào)整，直至出現(xiàn)抖振和超調(diào)，不再增大參數(shù)值，此時(shí)參數(shù)為上限值，在上限值基礎(chǔ)上適當(dāng)減小參數(shù)以實(shí)現(xiàn)抑制抖振和超調(diào)，同時(shí)兼顧系統(tǒng)響應(yīng)速度和精度。

對(duì)于傳統(tǒng)的速度、電流雙閉環(huán)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，需要設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，二者實(shí)行嵌套連接，在設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中有大量的參數(shù)需要計(jì)算和調(diào)整，工作量大，系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy。而本發(fā)明所設(shè)計(jì)的新型滑?？刂破鲀H一個(gè)速度調(diào)節(jié)器，避免了速度環(huán)和電流環(huán)之間的耦合，且控制器參數(shù)少，參數(shù)整定簡單易行，大大簡化了控制器的設(shè)計(jì)難度。本發(fā)明提出的高性能滑?？刂撇呗缘慕Y(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

步驟5，將步驟4獲得的滑?？刂坡杀磉_(dá)式代入步驟4所得的滑模面導(dǎo)數(shù)表達(dá)式求得表達(dá)式選取李雅普諾夫函數(shù)，根據(jù)表達(dá)式和步驟4所得滑模面σ分析所設(shè)計(jì)的新型滑?？刂破鞯姆€(wěn)定性。

對(duì)滑模面式(8)求導(dǎo)，結(jié)合式(5)可得

把控制律式(9)代入式(10)得

利用Lyapunov穩(wěn)定性理論分析，取Lyapunov函數(shù)為

對(duì)其求導(dǎo)可得

只要就能保證滿足了滑模的存在條件和到達(dá)條件，能保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滑模運(yùn)動(dòng)，因此本發(fā)明所設(shè)計(jì)的新型SMC系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

由于很小，因此本發(fā)明所提出的新型SMC策略不但能夠克服系統(tǒng)不匹配干擾對(duì)控制性能的影響，而且能夠減小滑?？刂破髑袚Q增益幅值，削弱滑?？刂葡到y(tǒng)的抖振現(xiàn)象。

步驟6，將步驟4所得的滑?？刂坡珊陀蒔I電流調(diào)節(jié)器輸出的d軸電壓給定值x軸電壓給定值以及y軸電壓給定值經(jīng)電壓源逆變器，采用CPWM調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的高控制性能運(yùn)行。本發(fā)明提出的不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的高性能滑?？刂撇呗钥驁D如圖3所示。

首先，使用光柵尺檢測(cè)直線電機(jī)動(dòng)子位置θ，計(jì)算電機(jī)實(shí)際速度v，與給定速度v^*做差，得到速度誤差x₁＝v^*-v；然后，通過坐標(biāo)變換將五相采樣電流i_A、i_B、i_C、i_D、i_E變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得到d軸、q軸、x軸和y軸電流i_d、i_q、i_x、i_y；接著，使用新型SMC控制器對(duì)電機(jī)的速度誤差x₁＝v^*-v和q軸電流i_q采用負(fù)反饋閉環(huán)控制，得到q軸電壓給定值同時(shí)，使用PI調(diào)節(jié)器，對(duì)電機(jī)的d軸電流i_d、x軸電流i_x以及y軸電流i_y采用負(fù)反饋閉環(huán)控制，并得到d軸電壓給定值x軸電壓給定值以及y軸電壓給定值再接著，通過Inv_clark變換將以及變換得到α軸電壓u_α與β軸電壓u_β；最后，通過采用基于零序電壓諧波注入的CPWM調(diào)制方式計(jì)算出各相的電壓占空比，輸出PWM波供給電壓源逆變器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的實(shí)時(shí)控制。

按圖2和圖3在Matlab/Simulink中建立圖1所示五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)的控制系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)行系統(tǒng)仿真，得到不匹配受擾五相圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的滑?？刂品抡娼Y(jié)果。

圖4是電機(jī)速度在0.1m/s，負(fù)載在0N、200N和100N之間階躍時(shí)傳統(tǒng)SMC策略下速度和電流波形，電機(jī)速度根本不能跟隨，表明傳統(tǒng)SMC對(duì)系統(tǒng)不匹配干擾完全不起作用。圖5是電機(jī)速度在0.1m/s，負(fù)載在0N、200N和100N之間階躍時(shí)積分SMC策略下速度和電流波形，負(fù)載從0N階躍到200N電機(jī)速度下降約0.017m/s，從200N階躍到100N速度上升約0.008m/s。圖6是電機(jī)速度在0.1m/s，負(fù)載在0N、200N和100N之間階躍時(shí)采用本發(fā)明新型SMC策略下速度和電流波形，速度波動(dòng)減小，分別為0.005m/s和0.001m/s。圖7是負(fù)載50N時(shí)傳統(tǒng)SMC策略下的速度和電流波形，速度從0.1m/s階躍到0.5m/s和從0.5m/s階躍到0.3m/s時(shí)均存在較大的穩(wěn)態(tài)誤差，且需要的調(diào)速時(shí)間很長。圖8是負(fù)載50N時(shí)積分SMC策略下的速度和電流波形，速度從0.1m/s階躍到0.5m/s存在0.185m/s的超調(diào)，從0.5m/s階躍到0.3m/s存在0.072m/s的超調(diào)，且需要的調(diào)速時(shí)間較長。圖9是負(fù)載50N時(shí)采用本發(fā)明新型SMC策略下的速度和電流波形，在速度響應(yīng)時(shí)間不變的情況下實(shí)現(xiàn)了無超調(diào)運(yùn)行，不存在穩(wěn)態(tài)誤差，且調(diào)速時(shí)間很短。圖10為系統(tǒng)在0.03s負(fù)載從0突增至100N時(shí)積分SMC策略下控制器輸出的q軸電壓和電機(jī)推力波形，控制器輸出電壓u_q和推力F的波形存在較大抖振。圖11為系統(tǒng)在0.03s負(fù)載從0突增至100N時(shí)新型SMC策略下控制器輸出的q軸電壓和電機(jī)推力波形，由于滑?？刂破髑袚Q增益幅值更小，系統(tǒng)抖振明顯降低。因此，本發(fā)明不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型SMC策略能夠很好地抑制電機(jī)系統(tǒng)的不匹配干擾，具有很強(qiáng)的魯棒性，使電機(jī)具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。

由以上所述可知，本發(fā)明用于不匹配受擾圓筒容錯(cuò)永磁直線電機(jī)系統(tǒng)的新型SMC策略不但能夠很好地抑制系統(tǒng)不匹配干擾，具有優(yōu)良的魯棒性，而且能明顯抑制滑模抖振，更為關(guān)鍵的是具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，在滿足速度無超調(diào)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的快速響應(yīng)，并且具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，且新型滑?？刂破髦挥幸粋€(gè)調(diào)節(jié)器，參數(shù)少，參數(shù)整定簡單易行，大大簡化了控制器的設(shè)計(jì)難度。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但實(shí)施例并不是用來限定本發(fā)明的。在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤飾，均屬于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的保護(hù)范圍。