伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统反步滑模控制

针对伺服电机通过偏心轴连杆机构驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速比加工误差、偏心轴机械零位初始偏差和负载转矩扰动等问题,本文设计了一种基于双幂次趋近律和扩张状态观测器(ESO)的反步滑模控制器.首先,针对偏心轴转角到结晶器位移非线性关系逆解的非唯一性,可通过分段函数法建立结晶器位移到偏心轴转角一一对应的映射函数关系;其次,针对不可测的减速比加工误差和负载转矩扰动可采用扩张状态观测器来实时估计,以削弱扰动对系统跟踪性能的影响;最后,采用一种具有二阶滑模特性且有限时间收敛的双幂次趋近律以提高收敛速度和削弱抖振.仿真对比结果表明,本文所设计的控制器能有效实现连铸结晶器位移的渐近跟踪,并对系统扰动具有较强的鲁棒性.     

连铸结晶器振动位移系统中非线性处理

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中偏心轴转角与结晶器振动位移间的非线性周期函数问题,提出了一种非线性处理算法,即通过建立偏心轴转角误差与结晶器振动位移之间的映射关系,来保证电机转角与结晶器振动位移非线性关系逆解的唯一性,从而减小控制器设计的复杂性和非线性环节对控制性能的影响。为验证所提算法的有效性,设计了连铸结晶器振动位移系统PID控制器,并通过仿真和试验验证了所提方法的有效性。