[发明专利]基于改进型自抗扰控制器的直线电机轨迹跟踪装置及方法

权利要求书

1.基于改进型自抗扰控制器的直线电机轨迹跟踪装置，其特征在于，包括改进型自抗扰控制器、第一比较模块、电流控制器、脉冲宽度调制器、功率逆变器、直线电机、电流传感器、位移传感器；

所述改进型自抗扰控制器、第一比较模块、电流控制器、脉冲宽度调制器、功率逆变器、直线电机、位移传感器依次顺序连接，所述位移传感器与改进型自抗扰控制器相连接，所述第一比较模块通过电流传感器与功率逆变器相连接；

所述改进型自抗扰控制器包括一阶微分器、二阶微分器、第二比较模块、第三比较模块、比例微分控制器、扩张状态观测器和求和模块；所述二阶微分器、第三比较模块、求和模块、扩张状态观测器、第二比较模块、比例微分控制器依次顺序连接，所述比例微分控制器与所述求和模块相连接，所述扩张状态观测器与所述第三比较模块相连接，所述一阶微分器与所述第二比较模块相连接，所述直线电机的轨迹信号同时发送到所述一阶微分器和二阶微分器。

2.根据权利要求1所述的基于改进型自抗扰控制器的直线电机轨迹跟踪装置，其特征在于，所述扩张状态观测器包括三个信号输出端，所述比例微分控制器包括两个信号输入端，所述第二比较模块包括四个输入端和两个输出端，所述第二比较模块的四个输入端分别接收被跟踪的直线电机的目标轨迹、一阶微分器的输出信号和扩张状态观测器输出的直线电机实际运动位移的估计值和直线电机实际运动速度的估计值。

3.根据权利要求1所述的基于改进型自抗扰控制器的直线电机轨迹跟踪装置，其特征在于，所述第二比较模块的两个输出端分别与所述比例微分控制器的两个信号输入端相连接；所述一阶微分器、二阶微分器的输入端用于接收直线电机的目标轨迹。

4.基于改进型自抗扰控制器的直线电机轨迹跟踪方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤(1)，电流传感器采集直线电机的实际相电流i；

步骤(2)，位移传感器采集直线电机的实际运动位移x；

步骤(3)：改进型自抗扰控制器接收被跟踪的直线电机的目标轨迹x_d，利用步骤(2)中所述直线电机实际运动位移x和所述目标轨迹x_d，改进型自抗扰控制器输出中间控制量u₁；

步骤(4)：第一比较模接收中间控制量u₁，将中间控制量u₁和直线电机的实际相电流i比较后的误差值e发送到电流控制器处理，电流控制器输出实际电压控制量u；

步骤(5)：将步骤(4)所述实际控制量u发送到脉冲宽度调制器进行脉冲宽度调制，产生PWM信号，控制功率逆变器产生电压信号，所述功率逆变器控制直线电机的运行。