基于NLESO的音圈电机互补滑模位置控制

来源：电子测量技术杂志2021年第19期北京时间：

作者：梁宇飞，石上瑶，武涛，张志兵

单位：1.中北大学 机械工程学院 太原030051;2.山西省特殊环境下机器人与智能装备技术联合实验室 太原030051

摘要：音圈电机（voice coil motor，VCM）对控制系统的精度及鲁棒性拥有较高的要求。针对其工作中存在因电机参数和机械摩擦力变化而造成非线性电磁特性的问题，对音圈电机进行原理分析并建立对应数学模型，将系统数学模型中不可测及未知干扰部分定义为总和干扰，利用非线性扩张状态观测器（not liner extended stste observer，NLESO）估计系统位置及总和扰动，将估计的总和扰动部分前馈补偿到控制回路中，由此提出一种基于非线性扩张状态观测器的闭环互补滑模位置控制算法。根据推导的数学模型在MATLAB/simulink中建立系统仿真模型，通过仿真实验表明NLESO+CSMC的方案相较于传统传统滑模控制在稳态误差方面最大可以减小95.5%，完全跟踪时间最大可以减小0.158s，而且在改变期望信号后依旧保持较好的跟踪性能，提高了控制系统的精度及鲁棒性。

关键词：音圈电机;互补滑模控制;非线性扩张状态观测器;位置控制

基金资助：中央引导地方科技发展专项（YDZX20191400002765）资助