[发明专利]一种基于Taylor跟踪微分器的直线电机自抗扰控制设计方法

权利要求书

1.一种基于Taylor跟踪微分器的直线电机自抗扰控制设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：定义直线电机系统，得到相关的位移信息；

S2：根据得到的位移信息，利用Taylor跟踪微分器得出直线电机动子的速度估计值，所述Taylor跟踪微分器的定义公式为：

其中，ε是一小正数(0＜ε＜＜1)，定义为微分器常数，输出信号为表示直线电机动子速度的估计值；

S3：利用得到的速度估计值，定义最小阶扩张状态观测器并计算得出直线电机受到的干扰估计值，且所述最小阶扩张状态观测器为：

其中，r表示最小阶扩张状态观测器的增益，为速度估计值，d(t)表示得出的直线电机受到干扰的估计值；

S4：根据所述干扰估计值和速度估计值，定义带前馈补偿的PD控制器为：

其中，k₁、k₂为控制器增益，需保证s²+k₂s+k₁为Hurwitz多项式，常取k₂＝2ω_c，ω_c定义为PD控制器的带宽，且ω_c＞0。

2.根据权利要求1所述的一种基于Taylor跟踪微分器的直线电机自抗扰控制设计方法，其特征在于：步骤S1中定义的直线电机系统模型为：

其中，x、v和t分别表示位移、速度和时间，F_m表示电机推力，D_r表示摩擦力和推力波动，D_u表示外界干扰与未建模动态；

将电流环假设为理想的比例环节，

则：F_m(t)＝Ku(t) (2)，

其中，u为控制输入，K为推力常数，对于该系统，K＝K_a·K_m，K_a为驱动器常数，K_m为推力系数；

令D_r(t)和D_u(t)统一定义为系统的总和扰动d(t)同时令b＝K/M，其中M包括动子和负载的总质量，此时直线电机系统模型的公式(1)重写为：