基于复合积分滑模的工业机器人PMSM位置控制策略

林立, 欧晟之, 孙一平, 聂俊飞, 王智琦, 林敏之, 林为为,

湖南文理学院学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (2) : 71-77.

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湖南文理学院学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (2) : 71-77.

基于复合积分滑模的工业机器人PMSM位置控制策略

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摘要

为解决工业机器人关节高精度定位永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)启动时响应迟滞以及运行时负载转矩扰动抑制难题,提出一种基于复合积分滑模(Composite Integral Sliding Mode,CISM)的PMSM位置控制策略。首先,深度融合分数阶微积分理论与滑模控制(Slip Model Control, SMC),设计了一种新型的复合积分滑模面,引入了位置跟踪误差e的分数阶积分项,显著增强了系统的相位裕度,有效提升了动态响应性能并削弱了抖振。其次,将线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator, LQR)理论应用于滑模控制的切换增益系数ksm整定,通过构建以滑模变量s和控制量u为状态的代价函数=J∫(s2+ρu2)dt,实现了系统响应速度与抖振抑制效果的最优平衡。并利用该方法在邵阳资水科技有限公司研制的基于模型设计的开源运动控制教研平台上进行实验测试,结果表明:在启动阶段提升了位置响应时间;稳定运行突加1.5倍额定负载时,降低了位置波动幅度,在某型号6轴焊接机器人的第三关节实施后,焊缝重复定位精度显著提升。本文所提方法,显著提升了工业机器人关节PMSM位置控制系统的动态响应速度、抗负载扰动鲁棒性、轨迹跟踪精度及能效,具有较好的工程应用价值。

关键词

工业机器人 / 永磁同步电机 / 位置控制 / 复合积分滑模 / 模型设计

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林立, 欧晟之, 孙一平, 聂俊飞, 王智琦, 林敏之, 林为为,. 基于复合积分滑模的工业机器人PMSM位置控制策略[J]. 湖南文理学院学报(自然科学版). 2026, 38(2): 71-77
中图分类号: TM341    TP242.2   

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