李義強，周惠興，ＣＨＥＮＹａｏｂｉｎ

中國農業大學工學院，北京　

普渡大學Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ校區電氣與計算機工程系，美國Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌ

摘　　　要：為提高永磁同步直線電機伺服系統的控制精度和魯棒性，滿足高速度高精度運動控制系統的要求，提出了一種快速終端滑�？刂品椒ú⒔�立了電機系統數學模型。分析和證明該控制算法的穩定性和魯棒性。與傳統的滑�？刂品椒ㄏ啾�，該算法確保了系統狀態在平衡點鄰域內具有更快的收斂速度，并較終收斂至平衡點。通過選擇控制算法中合適的參數值，系統可達到很高的控制精度。此外，該方法屬于連續控制從而避免了系統控制輸入震顫現象的出現。仿真實驗結果表明，該方法能夠快速穩定地跟蹤目標軌跡并保持較高的跟蹤精度，可顯著提高直線電機軌跡跟蹤運動系統性能，適用于半導體光刻工作臺、引線鍵合系統等精密運動控制系統。

關　鍵　詞：直線電機；軌跡跟蹤；快速終端滑模控制；推力波動

１　引　言
永磁同步直線電機在精密運動控制領域如光刻平臺、半導體加工等中的應用日趨廣泛。由于直線電機伺服系統中負載變化、外界擾動、非線性摩擦等不經過緩沖直接作用到電機本身，從而影響系統的性能［１］。因此，對控制系統的設計提出了更高的要求。許多研究者針對不同的直線電機系統提出了多種控制方法。如自適應魯棒控制［２�玻常荩�非線性ＰＩＤ控制［４］，ＰＩＤ與自適應前饋控制相結合的算法［５］，自適應學習控制［６］，滑模控制與迭代學習控制相結合的算法［７］，Ｈ∞較優反饋控制［８］等。自適應為基礎方法需要實時估計和修正系統的模型參數，難以滿足系統快速響應的特性要求。ＰＩＤ為基礎的控制方法不能有效抑制系統參數變化干擾。前饋控制和Ｈ∞控制則需要精確的系統模型。單獨應用迭代學習控制其魯棒性難以保證。雖然傳統的線性滑�？刂品椒�能保證系統的漸近穩定，但到達平衡點的時間過長。本文以提高永磁同步直線電機系統軌跡跟蹤的控制精度和魯棒性為目標，提出一種快速終端滑模控制算法。證明了其穩定性和魯棒性。仿真實驗結果表明本算法能夠快速穩定地跟蹤目標軌跡并保持較高的跟蹤精度，可顯著提高直線電機軌跡跟蹤運動系統性能。

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