混合式步进电机自抗扰控制器状态观测反馈优化方法

作者：刘艺; 刘宝泉^*; 鲁毛毛; 韩猛; 张浩铭

来源：重庆理工大学学报：自然科学, 2022, 36(10): 208-215.

• 混合式步进电机
• 观测器反馈
• 速度环
• 自抗扰控制
• 矢量控制

由于混合式步进电机齿槽转矩的存在，其在中低速运行时存在转矩脉动问题，且开环控制难以有效抑制。通过对混合式步进电机转矩脉动产生机理及影响因素的分析，提出了一种观测器反馈的自抗扰矢量控制(observer optimized active disturbance rejection vector control, OF-ADRC)算法。取消自抗扰控制器的跟踪-微分器环节，将给定转速直接作为输入，对扩张状态观测器中部分参数进行改进，用电机实际转速代替观测器输出量z1,状态观测器用于得到对扰动项的估测量z3。通过优化各控制模块减少可调参数，快速补偿步进电机的外部干扰力矩，降低电机加载后转矩脉动幅值。与传统PI矢量控制方法进行仿真对比，在0.1、0.2和0.3 N·m负载转矩下，转矩脉动分别降低了4.8%、12.8%和16.2%;在12、24和36 V供电电压下，转矩脉动分别降低2.2%、4.8%、17.4%,验证了所提控制算法的有效性。

• 单位
  陕西科技大学