iData_非奇异终端滑模控制系统相轨迹和暂态分析_穆朝絮

电光与控制Electronics Optics&Control Vol.28No.5 May2021第28卷第5期2021年5月引用格式:徐宝珍,宋公飞，王超，等•机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制[J]•电光与控制,2021,28(5)：46-50.XU B Z,SONG G F,WANG C,et al.Adaptive non-singular fast terminal sliding mode control of manipulator[J].Electronics Optics&Control,2021,28(5)：46-50.机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制徐宝珍1,宋公飞33,王超1,曹广旭"(1.南京信息工程大学自动化学院，南京210044；2.化工a程先进控制和优化技术教育部重点实验室，上海200237；3.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，南京210044；4.中国电子科技集团公司第二十八研究所，南京210044)摘要：针对刚性机械臂有限时间鲁棒控制问题,提出了一种新的自适应非奇异快速终端滑模控制方法。

该方法将非奇异快速终端滑模控制与自适应律相结合，使用非奇异快速终端滑模面加快机械臂轨迹跟踪误差的收敛速度，解决了终端滑模中的奇异问题;通过双曲正切函数代替符号函数减小控制输入的抖振;利用自适应律对未知的外部扰动和系统的不确定性进行估计，实现了在集总扰动未知情况下的轨迹跟踪。

构造Lyapunov函数，证明机械臂系统能够在有限时间内稳定收敛。

最后二自由度机械臂仿真实验结果验证了所设计控制器的有效性和鲁棒性。

关键词：终端滑模控制；机械臂；轨迹跟踪；自适应律；有限时间收敛中图分类号：TP242文献标志码：A doi:10.3969/j.issn.1671-637X.2021.05.011Adaptive Non-或ngular Fast Terminal Sliding ModeControl of ManipulatorXU Baozhen1,SONG Gongfei1'2,3,WANG Chao1,CAO Guangxu4(1.School of Automation,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing210044,China;2.Key Laboratory of Advanced Control and Optimization for Chemical Processes,Shanghai200237,China；3.Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology,Nanjing210044,China;4.The28th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Nanjing210044,China)Abstract:For the finite-time robust control of a rigid robot manipulator,a new adaptive non-singular fast terminal sliding mode control method is proposed.This method combines non-singular fast terminal sliding mode control with adaptive law.Firstly,the non-singular fast terminal sliding surface is selected,which is used to accelerate the convergence rate of trajectory tracking error of manipulator and solve singular problems in terminal sliding surface.Then,hyperbolic tangent function replaces sign function to reduce chaHeiing of control input.Moreover,the adaptive law estimates the unknown external disturbance and uncertainties,so as to achieve trajectory tracking with unknown lumped disturbance・It is proved that the robot manipulator system can converge stably in finite time by establishing the Lyapunov function.Finally, the simulation results of a two-DOF robot manipulator are presented to illustrate the effectiveness and robustness of the proposed control method.Key words:terminal sliding mode control；robot manipulator；trajectory tracking；adaptive law；finite­time convergence0引言随着材料、电子和机械工业的快速发展,高性能机收稿日期：2020-11-06修回日期：2021-04-26基金项目：国家自然科学基金面上项目(61973170)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2020ACOCP02)作者简介:徐宝珍(1997-),女，江西宜春人，硕士生，研究方向为机器人轨迹跟踪控制。

2011年1月第37卷第1期北京航空航天大学学报Journa l o f Be iji ng U nivers it y of A eronauti cs and A stronauti cs January 2011V o.l 37 N o 1收稿日期:2009-11-20作者简介:赵 霞(1979-),女,河北定州人,博士生,zhaox i a @asee .buaa .edu .cn.基于多模态滑模的快速非奇异终端滑模控制赵 霞 姜玉宪吴云洁周尹强(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191)摘 要:根据多模态滑模概念,提出了一种快速非奇异终端滑模控制方法(F NTS M,FastNonsi n gu l a r Ter m ina l Sliding M ode),实现了非奇异终端滑模控制的全局快速收敛.多模态滑模通过设计分段切换函数,实现多个滑动模态.F NTS M 的切换函数由线性滑模的切换函数和非奇异终端滑模的切换函数连接而成.当系统状态远离平衡点时,系统运行于线性滑动模态;当系统状态靠近平衡点时,系统运行于非奇异终端滑动模态.设计了切换型控制律,保证了系统的到达时间和滑动时间都是有限的.数值仿真表明:FNTS M 控制与非奇异终端滑模控制、线性滑模控制相比具有快速性优点.关 键 词:变结构控制;滑模控制;切换中图分类号:TP 273文献标识码:A 文章编号:1001-5965(2011)01-0110-04Fast nonsingul a r ter m i n a l s li d i n g mode control based on m ult -i sli d e -modeZhao X i a Jiang Yux ian W u Yunjie Zhou Y inqiang(S chool of Auto m ati on S ci en ce and E lectricalE ngi neeri ng ,B eiji ng Un i vers i ty ofA eronau tics and A stron auti cs ,Beiji ng 100191,Ch i na)Abstr act :A fast nonsingu lar ter m ina l sli d i n g m ode (FNTSM )contr o l is proposed to rea lize the g l o ba l fast conver gence of nonsingu lar ter m i n a l sliding m ode contro l based on the concept of mu lt-i sli d e -m ode (M S M ).The M S M has severa l sliding modes by design i n g piece w ise s w itch i n g f u nction .A ccor d i n g to theconcept ofM S M,t h e s w itching functi o n o fFNTS M is connected by t h e s w itching functi o n o f li n ear sliding m ode and nonsi n gular ter m i n al sli d i n g m ode .If the syste m state is far a w ay fro m the equ ili b ri u m,the syste m runs on li n ear sliding m ode .If the syste m state is near to the equili b riu m,the syste m r uns on nonsi n gu l a r ter m i n al slid -i n g m ode .A s w itch i n g contr o l la w is designed to guarantee the reaching ti m e and sli d i n g ti m e are finite .The si m ulation show the FNTS M contro l is faster than nonsi n gular ter m ina l sliding m ode control and li n ear sliding m ode contro.lKey wor ds :variable str ucture contr o ;l sli d i n g m ode contro;l sw itch i n g非奇异终端滑模(NTS M,Nonsingu lar Ter m -i nal Slidi n g M ode)控制由终端滑模(TS M,Ter m ina l S li d i n g M ode)控制衍变而来,它具有控制非奇异、有限时间收敛的优点,因而在电机控制[1]、机器人控制[2]、导弹控制[3]等众多领域得到应用.但是,当系统状态远离平衡点时,NTS M 收敛速度不高,即系统不具备全局快速收敛特性.该特点影响了NTS M 控制在大范围运行的、对收敛速度要求较高的系统中的应用.NTS M 控制的上述问题在TS M 控制中同样存在.文献[4]给出了解决TSM 全局快速收敛问题的有效方案.与此类似,文献[5]提出了一种解决NTS M 的全局快速收敛和抖振问题的方法,但存在如下问题:滑动模态中参数较多,设计比较复杂;连续控制律消除了抖振,却以到达阶段渐近收敛为代价;当参数选择不恰当时,有可能出现收敛停滞现象.由此可见,NTS M 的全局快速收敛问题并没有完全解决.文献[6]提出了多模态滑模(mu lt-i sli d e -m ode)概念,其思路是突破传统单一模态的概念,为系统设计分段切换函数,实现多个滑动模态.本文基于多模态滑模概念,设计一种由线性滑模(LS M,Linear S li d i n g M ode)和NTS M组合而成的快速非奇异终端滑模(F NTS M,Fast Nonsi n-gular Ter m ina l S li d i n g M ode),以提高系统的快速性能.1 NTS M控制考虑如下二阶非线性不确定系统:x 1=x2x 2=f(x)+b(x)u+d(x)(1)式中,x=[x1,x2]T,x1,x2是系统状态变量;f(x)是非线性函数;d(x)为系统不确定性因素和外部干扰,并且满足 d(x) D,D>0;u是控制输入.NTS M控制的切换函数和控制律分别为[2,7]s=x1+1xp/q2(2)u=-b-1(x) qpx2-p/q2+f(x)+k sgn s(3)式中, >0; >0;p,q是正奇数;k=D+ .由于1<p/q<2,故x2的指数总大于0,不会出现控制奇异现象.由式(2)可见,NTS M可表示为x2=(- x1)q/p(4) 根据s=cx1+x2,且c>0,LS M可表示为x2=-cx1(5) 对比式(4)、式(5),由于0.5<q/p<1,当系统状态靠近平衡点时,NTS M的收敛速度高于LS M的收敛速度;当系统状态远离平衡点时, NTS M的收敛速度低于LS M的收敛速度,所以, NTS M不具备全局快速的收敛特性.2 FNTS M控制基于多模态滑模概念,介绍LSM和NTS M组合而成的F NTS M控制方法,解决NTS M全局快速收敛问题.2.1 多模态滑模多模态是相对于传统的单模态而言的.多模态滑模的核心概念是通过设计分段切换函数,实现多个滑动模态.由于滑动模态的个数及形式可以根据系统需求进行设计,系统的动态性能容易实现.滑模控制的切换函数多为线性形式,多模态滑模的切换函数可以有多种形式,比如正弦函数、指数函数等.由文献[6]知,多模态滑模控制方法设计简单,易于使用.2.2 切换函数设计为了实现全局快速的非奇异终端滑模控制,设计FNTS M的切换函数为s=cx1+x2|x1|>x1+1xp/q2|x1|(6)式中,c>0; ,p,q取值同式(2).很明显,式(6)由LS M和NTS M的切换函数分段连接而成.由于LS M和NTS M的切换函数各自独立,可以采用现有方法进行设计,这里不再赘述.但是,为了使连接点处的速度连续,即x1= 时x2要相等,所以=( -/c)p/(p-q)(7)式中, -= q/p.2.3 控制律的设计滑模控制中,控制律的作用是保证系统状态到达滑动模态并沿滑动模态运行.本文在文献[2,4]的基础上,设计FNTS M控制的开关型控制律.定理 对于式(1)和式(6),若控制律设计为u=-b-1(x)[cx2+f(x)+k sgn s]|x1|>-b-1(x)qpx2-p/q2+f(x)+k sgn s|x1|(8)式中,p,q同式(2),则滑动模态是全局存在的,且式(1)的到达时间和滑动时间均是有限的.证明 对式(6)求导得s =cx2+x 2|x1|>x2+pq xp/q-12x2|x1|(9) 将式(1)代入式(9),并考虑式(8)得s =d(x)-k sgn s|x1|>pq xp/q-12[d(x)-k sgn s]|x1|(10) 由于 d(x) D,k=D+ ,当|x1|> 时, li ms 0-s >0,li ms 0+s <0,所以,滑动模态存在且稳定.当|x1| 时,由文献[2,7]知,无论x2是否为0,滑动模态都存在且稳定.所以,滑动模态全局存在且稳定.由于F NTS M适用于大范围运行的系统,所以,系统的到达阶段是相对于FNTS M中LSM段而言的.由于LSM的吸引子是式(10)中|x1|> 段,故系统的到达时间是有限的,且到达时间为111第1期 赵 霞等:基于多模态滑模的快速非奇异终端滑模控制t r |s(0)|(11)式中,s(0)为系统初态所对应的切换函数值.假设系统到达滑动模态的状态为x(t r),下面考虑系统沿FNTS M运行的时间.在FNTSM上,系统的动态性能可表示为x2=-cx1|x1|>(- x1)q/p|x1|(12)假设系统状态x1从x1(tr)收敛到 所需的时间为t s1,则x 1(t r)1x1d x1= t r+t s1t r-c d t(13)故滑动时间ts1为t s1=1clnx1(t r)(14)假设系统从 运动到平衡点0所需的时间为t s2,则0 x-q/p1d x1= t r+t s1+t s2t r+t s1- -d t故滑动时间t s2为t s2=p-(p-q)| |1-q p(15)故系统在F NTS M上的滑动时间为t s=t s1+t s2=1clnx1(t r)+p-(p-q)| |1-q p(16)所以,系统在FNTS M上的滑动时间是有限的.证毕在x1(t r),c,p,q, 一定的情况下,式(16)是 的函数.当 =( -/c)p/(p-q)时,式(16)有极小值.该结果与式(7)是一致的,这说明连续切换函数的收敛时间最短.在x1(t r),p,q, , 一定的情况下,式(16)是c的函数,由于滑动时间t s和c成反比,所以c越大,收敛时间越短,反之,收敛时间越长.若c,p,q, , 一定的情况下,式(16)中t s受x1(t r)影响.显然,t s会随着x1(t r)的增大而增大. x1(t r)是状态x1到达滑模的值,一般由系统在到达阶段的动态特性和式(11)相结合估计确定.在实际使用中,控制律可以根据系统实际情况灵活设计.例如,为了消除抖振,式(8)可以采用文献[5]中的连续型控制律,同样可以保证系统的到达时间和滑动时间有限.但是,由于文献[5]中控制律仅能保证系统状态到达滑动模态的邻域,本文不予采用.2.4 F NTSM与NTS M快速性比较由于FNTS M包含了LSM和NTS M两种模态,当系统状态远离平衡点时,系统运行于LS M,发挥了LS M的收敛速度高于NTS M的收敛速度这个优点;当系统状态靠近平衡点时,系统运行于NTS M,发挥了NTS M的收敛速度高于LS M的收敛速度的优点.故F NTS M具有全局快速收敛的特性.下面通过数值计算的方法,对FNTS M和NTS M的收敛时间进行比较.系统状态FNTS M和NTS M上的滑动时间表达式分别为式(16)和式(17)t s=p-(p-q)|x1(t r)|1-q p(17) 若已知x1(t r),设计c= =1,p=5,q=3,可以采用式(16)、式(17)分别计算出两种控制方法所用的滑动时间.表1是x1(t r)为5,10,15m时, FNTS M和NTS M的滑动时间对比情况.由表1知,对于同样的x1(t r),FNTSM的滑动时间小于NTS M的滑动时间.而且,随着x1(t r)的增大, FNTS M的快速性越明显.表1 FNT S M和NT S M的滑动时间对比情况x1(t r)/m控制方法滑动时间/s5NTS MF NTS M4.75914.109410NTS MF NTS M6.27974.802615NTS MF NTS M7.38545.2081上述比较结果仅适用于系统的滑动阶段,而系统的运动过程包括到达阶段和滑动阶段两个过程,故FNTS M和NTSM的快速性是不易确定的.但是,对于系统状态大范围转移的滑模控制系统来说,有限到达时间是容易实现的,且一般要求到达时间t r远远小于滑动时间t s,所以,FNTS M的快速性优势还是存在的.3 仿真验证对于式(1),若f(x)=0.5x1,b(x)=1, d(x)=0.1sin x1, =5,公共控制参数同2.3节.假定系统初态x10=15m,x20=-10m/s,分别采用FNTS M和NTS M控制方法,系统仿真结果如图1所示.由图1知,x1均从初值15m收敛到平衡值0m,符合控制要求;FNTS M控制的收敛时间为5 s,NTSM控制的收敛时间为6.5s,FNTS M控制具有明显快速性.由于到达阶段的影响,上述结果与表1中x1(t r)为15m的收敛时间略有不同.112北京航空航天大学学报 2011年图1 F N TS M 和NT S M 控制下x 1变化曲线若上述系统分别采用FNTS M 和LS M 控制(式(6)、式(8)中|x 1|> 段),仿真结果如图2所示.从P 区域(4.5~8s)的放大图可以看出,FNTSM 比LS M 的收敛速度快.a x 1变化曲线b P 区域放大图图2 F N TS M 和LS M 控制下x 1变化曲线4 结 论基于M S M 的FNTS M 控制方法,发挥了LS M 和NTS M 控制各自的优点,在保留NTS M 控制非奇异、有限时间收敛特点的同时,实现了NTS M 的全局快速收敛.该方法设计过程简单,容易实现,是解决NTS M 全局快速收敛问题的有效途径.参考文献(References )[1]陈晓丽,殷承良,梁大强,等.永磁无刷直流电动机非奇异终端滑模控制系统设计[J].上海交通大学学报,2008,42(12):2020-2025Chen X i aol,i Y i n Chengli ang ,L i ang Daqiang ,et a.l Des i gn of non -si ngu l ar ter m i nal sliding mode contro l syste m s of per manent m agnet b rus h less DC m otor [J].J ournal of Shangh ai Jiao TongUn ivers it y ,2008,42(12):2020-2025(i n Ch i n ese)[2]Feng Yong ,Yu X i nghuo ,M an Zh i hong .Non-s i ngu lar ter m i n alsli d i ng m ode contro l of ri gi d m an i pu l at ors [J ].Au to m atica ,2002,38(12):2159-2167[3]王洪强,方洋旺,伍友利.基于非奇异Ter m i n al 滑模的导弹末制导律研究[J].系统工程与电子技术,2009,31(6):1391-1395W ang H ongq i ang ,Fang Yangw ang ,W u You l.i Research on ter -m i nal gu i dan ce la w of m is s iles bas ed on non si ngular ter m i n al sildi ng m ode[J].Sys t e m s Eng i neeri ng and E l ectron i cs ,2009,31(6):1391-1395(i n C h i nes e)[4]Yu X i nghuo ,M an Zh i hong .Fast ter m i nal sli d i ng -m ode controldes i gn f or non linear dyn a m ical syste m s[J].I EEE Transacti ons on C ircu its and Syste m s -I :Funda m en tal Theory and App lica -ti on s ,2002,49(2):261-265[5]李升波,李克强,王建强,等.非奇异快速的终端滑模控制方法[J ].信息与控制,2009,38(1):1-8L iSh engbo ,L iKeq i ang ,W ang J i angq i ang ,et a.l Nons i ngu l ar and fast ter m i n al slidi ng m od e con trol m ethod [J ].Infor m ati on and Contro,l 2009,38(1):1-8(i n Ch i n ese)[6]刘赛娜,姜玉宪,赵霞.空间自动对接多模态滑模控制[J ].宇航学报,2009,30(3):1006-1010L i u Sai na ,J i ang Yuxi an ,Zhaoxia .M u lt-i slide -mode contro l f or auto m atic dock i ng of s pace[J ].Jou rnal ofAs tronau tics ,2009,30(3):1006-1010(i n Ch i nese)[7]刘金琨.滑模变结构控制M ATLAB 仿真[M ].北京:清华大学出版社,2005:380-381L i u Ji nkun .M atl ab si m u l ation f or sli d i ngm od e contro l[M ].B e-i jing :T si nghu aU n i versit y Press ,2005:380-383(i n C h i nese)(编 辑:赵海容)113第1期 赵 霞等:基于多模态滑模的快速非奇异终端滑模控制。

专利名称：一种BUCK变换器的非奇异终端滑模硬件控制电路及控制方法
专利类型：发明专利
发明人：续丹,马光亮,王斌,张乐
申请号：CN201711395057.6
申请日：20171221
公开号：CN107994771A
公开日：
20180504
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种BUCK变换器的非奇异终端滑模硬件控制电路及控制方法，包括：直流电源、BUCK变换器、功率负载、参考电压模块、功率开关、加法器、减法器、微分器、指数电路、第一滞环比较器、第二滞环比较器和比例运算放大器；第二滞环比较器根据滑模面函数S计算值来决定高低电平输出：当S小于‑h时，第二滞环比较器输出高电平，BUCK变换器中的功率开关导通；当S大于h时，第二滞环比较器输出低电平，BUCK变换器中的功率开关关断。

本发明所产生的有益效果是：本发明BUCK直流变换器硬件控制电路结构简单，避免了控制器的使用与复杂编程，在提升系统可靠性的同时增加系统的经济性。

申请人：西安交通大学
地址：710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：张弘
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基于非奇异快速终端滑模的永磁同步电机转速和电流控制王辉航;赵朝会;万东灵;胡怡婷;吉洪智【摘要】针对永磁同步电机在矢量控制中存在转速和电流频繁超调、稳态精度低、鲁棒性弱等问题,运用非奇异快速终端滑模控制器替代传统PI控制下的转速环控制器和电流环控制器,并采用李雅普诺夫函数证明了3个控制器的稳定性.借助MATLAB/Simulink仿真软件分析了采用非奇异快速终端滑模控制器和PI控制器的转速、电流响应波形.仿真结果表明:采用非奇异快速终端滑模控制器有更小的超调量、更高的稳态精度和更强的鲁棒性.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2018(045)011【总页数】7页(P28-33,65)【关键词】永磁同步电机;转速;电流;非奇异快速终端滑模控制器【作者】王辉航;赵朝会;万东灵;胡怡婷;吉洪智【作者单位】上海电机学院电气学院,上海200240;上海电机学院电气学院,上海200240;上海电机学院电气学院,上海200240;上海电机学院电气学院,上海200240;上海电机学院电气学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TN3510 引言高性能的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)控制系统具有响应速度快、超调量小、跟踪精度高和鲁棒性强等特点。

PI控制是一种线性控制方案，因其结构简单，广泛应用于PMSM伺服控制系统[1]。

PMSM控制系统是一个强耦合、多变量、非线性的系统，且运行过程中易受电机参数变化和负载扰动等不确定性干扰因素的影响。

因此，在矢量控制中，转速环和电流环采用传统的PI线性控制难以满足PMSM的高性能控制要求[2-4]。

为了克服传统PI控制下动态性能差、鲁棒性弱的缺点，研究人员提出了各种非线性控制方案。

例如鲁棒控制[5-6]、自抗扰控制[7]、模糊控制[8]、模型参考自适应控制[9-10]和滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control，SMC)[11-18]等。

基于非奇异终端滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制曹坤;卢跃辉;杨月豪;陈维熊;郑书剑;葛群辉;马莉【期刊名称】《扬州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(27)1【摘要】基于滑模观测器(sliding mode observer, SMO)的永磁同步电机无传感器控制中,SMO的收敛速度和固有抖振均会影响系统的控制性能.针对该问题,设计一种非奇异终端滑模观测器(nonsingular terminal sliding mode observer, NTSMO)以实现永磁同步电机的无传感器控制.首先,构造积分型非奇异快速终端滑模面,使得电流观测误差在有限时间内快速收敛至零,避免奇异问题;其次,利用锁相环方法从观测的反电动势中获取转子的位置和速度,不仅可简化系统,而且能得到更为平滑的估计转子位置和转速;最后,通过Lyapunov函数证明该观测器的稳定性,并利用Simulink软件进行仿真验证.结果表明:采用NTSMO可实现对永磁同步电机转速的准确估计,且转子位置误差小,静态响应好;与传统的SMO相比,NTSMO的收敛速度更快,反电动势抖振更小,其系统控制性能更佳.【总页数】7页(P26-32)【作者】曹坤;卢跃辉;杨月豪;陈维熊;郑书剑;葛群辉;马莉【作者单位】江苏大学电气信息工程学院;浙江中德自控科技股份有限公司;德玛克(长兴)注塑系统有限公司【正文语种】中文【中图分类】TM341【相关文献】1.新型非奇异终端滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制2.基于滑模观测器与滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器控制3.基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制4.基于非奇异终端滑模观测器的无刷直流电机无传感器控制5.基于新型滑模观测器和非奇异快速终端滑模的永磁同步电机控制因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

永磁同步电机的非奇异快速终端滑模控制周硕;王大志;高庆忠【摘要】为了改善永磁同步电动机调速系统的动态性能,提出了一种非奇异快速终端滑模控制策略,该控制策略首先给出了非奇异快速终端滑模面的具体数学表达式,然后采用带终端吸引子的趋近方式设计趋近律,实现了状态变量的全局快速收敛,有效地降低了收敛时间和克服了终端滑模的奇异性问题,最后将该控制方法应用于永磁同步电动机调速系统,并与普通终端滑模控制和PI控制进行了对比.仿真和实验结果表明,该控制器能够很好地提高系统的动态、稳态性能和鲁棒性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2014(044)011【总页数】4页(P51-54)【关键词】永磁同步电动机;终端滑模控制;非奇异性;调速系统【作者】周硕;王大志;高庆忠【作者单位】东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110004;辽宁轨道交通职业学院机电工程系,辽宁沈阳110023;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110004;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110004【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁同步电机（PMSM）是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的复杂对象，采用常规的PID控制虽然在一定范围内能满足控制要求，但当电机内部参数发生变化以及受到外来扰动时，难以得到满意的控制性能［1-5］。

因此，近年来国内外学者在永磁同步电机调速控制方面做了大量研究［6-10］，如自适应控制、鲁棒控制、反演控制、直接转矩控制、智能控制等。

滑模变结构控制（SMC）因其对模型精度要求不高，对系统内部参数的变化及外部扰动具有强鲁棒性等优点而越来越受到学者们的关注［11-15］。

文献［11］结合趋近率法设计了一种变参数的滑模控制器，提高了调速系统快速性和稳定性。

文献［12］将滑模控制与模糊神经网络控制相结合，设计了一种永磁同步电机调速系统的滑模混合控制器，来消弱滑模控制的抖振现象。

文献［13-14］通过检测永磁同步电动机定子电压和电流，采用滑模观测器的方法观测电机的转速和转子位置。