王樹(shù)波 ，李冬伍，任雪梅

(1.青島大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，山東青島 266071;2.北京無(wú)線電測(cè)量研究所，北京 100854;3.北京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，北京 100081)

1 引言

雙慣量伺服系統(tǒng)是典型的控制系統(tǒng)，廣泛的應(yīng)用于軍事裝備以及航空航天等領(lǐng)域[1-5].伺服系統(tǒng)中的機(jī)械諧振受伺服機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、負(fù)載特征等多方面因素的影響，表現(xiàn)形式為諧振點(diǎn)多，諧振特性有時(shí)會(huì)隨負(fù)載姿態(tài)和環(huán)境因素的變化而發(fā)生變化，雙慣量電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諧振特征則更加復(fù)雜機(jī)械諧振的存在會(huì)限制系統(tǒng)帶寬，并將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定，影響了伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)性能.

目前，針對(duì)伺服系統(tǒng)存在的機(jī)械諧振，研究人員從不同角度對(duì)其展開(kāi)了深入的研究.Kaneko等[6]提出通過(guò)加速度反饋的方法抑制系統(tǒng)的機(jī)械諧振，但是需要安裝加速的傳感器測(cè)量加速度信號(hào)，增加成本不利于實(shí)際應(yīng)用.為了減少成本，很多學(xué)者采用在系統(tǒng)中串聯(lián)陷波器的方法，對(duì)諧振點(diǎn)進(jìn)行抑制.如文獻(xiàn)[7]設(shè)計(jì)了數(shù)字濾波器通過(guò)調(diào)整參數(shù)消除系統(tǒng)的機(jī)械諧振.此外，擾動(dòng)觀測(cè)技術(shù)被用來(lái)抑制伺服系統(tǒng)的機(jī)械諧振.文獻(xiàn)[8]基于Q-濾波技術(shù)設(shè)計(jì)了擾動(dòng)觀測(cè)器，利用擾動(dòng)觀測(cè)器估計(jì)二慣量系統(tǒng)的模型誤差及參數(shù)不確定性并融入到控制設(shè)計(jì)中有效的抑制了二慣量系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng).文獻(xiàn)[9]設(shè)計(jì)了擾動(dòng)觀測(cè)器技術(shù)補(bǔ)償輸入不確定性及未知?jiǎng)討B(tài)，并通過(guò)結(jié)合反演控制提出了魯棒跟蹤控制器抑制二慣量系統(tǒng)機(jī)械振動(dòng).文獻(xiàn)[10]利用負(fù)載端加速度信號(hào)設(shè)計(jì)力矩控制控制提高二慣量伺服系統(tǒng)的控制性能.一種力矩補(bǔ)償控制被用來(lái)抑制二慣量伺服系統(tǒng)的齒隙[11].文獻(xiàn)[12]研究了魯棒陷波器抑制二慣量伺服系統(tǒng)的彈性振動(dòng).另外，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯控制被用來(lái)抑制伺服系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)[13-16].但是，陷波器等方法對(duì)諧振頻率，諧振寬度以及諧振振幅的辨識(shí)精度要求較高，魯棒性較差，同時(shí)辨識(shí)誤差會(huì)對(duì)臨近頻域產(chǎn)生影響，尤其是在低頻諧振補(bǔ)償時(shí)，陷波器對(duì)低頻特性影響嚴(yán)重.針對(duì)伺服系統(tǒng)的低頻機(jī)械諧振，采用主動(dòng)諧振抑制策略也鮮有報(bào)道，而采用傳統(tǒng)觀測(cè)器來(lái)估計(jì)，則會(huì)遇到結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)參數(shù)多，造成控制系統(tǒng)瞬態(tài)性能差.

近來(lái)，滑?？刂凭哂休^強(qiáng)的魯棒性被廣泛的用于非線性系統(tǒng)的控制，但是傳統(tǒng)的滑?？刂拼嬖谄娈愋?，容易引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定[17-18].為了消除顫振現(xiàn)象，許多學(xué)者提出了各種改進(jìn)的滑模面設(shè)計(jì)方法，如非奇異終端滑模控制[19]、新型非奇異終端滑?？刂芠20]，這些算法從一定程度上消除了傳統(tǒng)滑模存在的顫振現(xiàn)象.文獻(xiàn)[21]針對(duì)永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了滑模力矩控制器改進(jìn)了電機(jī)的控制精度.文獻(xiàn)[22]針對(duì)含不匹配擾動(dòng)的直流變換器，設(shè)計(jì)了離散快速終端滑?？刂破鞲倪M(jìn)變換器的性能.文獻(xiàn)[23]研究了自適應(yīng)模糊滑?？刂圃诰€性直流電機(jī)中的應(yīng)用.在上述的滑模控制中，當(dāng)切換面s=0，切換律不等于零，并且大多數(shù)現(xiàn)有工作的穩(wěn)態(tài)誤差界的分析主要針對(duì)離散系統(tǒng)，而對(duì)于連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)則很少.

通過(guò)以上分析，本文針對(duì)雙慣量伺服系統(tǒng)，基于擾動(dòng)觀測(cè)器提出了一種滑模主動(dòng)控制諧振抑制方法.將雙慣量伺服系統(tǒng)的負(fù)載端等效到電機(jī)端，利用測(cè)量得到的電機(jī)端速度，通過(guò)濾波操作并根據(jù)不變流形原理設(shè)計(jì)未知擾動(dòng)估計(jì)器，該估計(jì)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)可調(diào)參數(shù)(濾波時(shí)間常數(shù))，并將擾動(dòng)估計(jì)值嵌入到控制設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振的抑制.另外，為了消除傳統(tǒng)滑?？刂拼嬖诘念澱駟?wèn)題，本文基于正切函數(shù)提出了一種新穎滑模到達(dá)律設(shè)計(jì)方法，利用新穎的滑模到達(dá)律設(shè)計(jì)了滑模控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)期望位置的精確跟蹤，并通過(guò)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性.最后，通過(guò)與其他方法相比較，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出的控制方法有效性.本文的主要貢獻(xiàn)點(diǎn)為:1)將負(fù)載端等效到電機(jī)端得到雙慣量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程，通過(guò)引入通濾波對(duì)雙慣量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方程兩邊進(jìn)行濾波操作得到濾波變量，并根據(jù)不變流形原理設(shè)計(jì)擾動(dòng)觀測(cè)器，該觀測(cè)器只有一個(gè)可調(diào)參數(shù)(濾波時(shí)間常數(shù))，在實(shí)際應(yīng)用中方便可;2)將傳遞力矩(負(fù)載力矩)看成電機(jī)控制的擾動(dòng)，通過(guò)設(shè)計(jì)觀測(cè)器觀測(cè)傳遞力矩，利用觀測(cè)信號(hào)構(gòu)建反饋回路，提升系統(tǒng)阻尼，抑制二慣量伺服系統(tǒng)的諧振;3)為了實(shí)現(xiàn)精確跟蹤，本文提出一種新穎的基于雙曲正切函數(shù)滑模面設(shè)計(jì)方法，該方法可以有效的避免傳統(tǒng)滑?？刂拼嬖诘拇駟?wèn).

2 問(wèn)題描述

首先對(duì)雙慣量伺服系統(tǒng)機(jī)械諧振特性進(jìn)行建模分析.雙慣量伺服系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，主要由伺服電機(jī)、減速器、末級(jí)大齒輪(從動(dòng)輪)、伺服機(jī)構(gòu)(含傳動(dòng)軸)共同組成.伺服電機(jī)帶動(dòng)減速器，減速器輸出通過(guò)齒輪帶動(dòng)末級(jí)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，末級(jí)大齒輪直接帶動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)和負(fù)載運(yùn)動(dòng).實(shí)際系統(tǒng)中，減速器傳動(dòng)剛度Kr，與末級(jí)大齒輪和小齒輪的傳動(dòng)剛度Kg基本相當(dāng)，與伺服機(jī)構(gòu)的剛度Kθ相比非常小，因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中，主要體現(xiàn)的是減速器及末級(jí)齒輪的傳動(dòng)剛度，在此定義傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度為Kl.整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要的慣性負(fù)載包括伺服電機(jī)、減速器、末級(jí)大齒輪及伺服機(jī)構(gòu)，一般情況下伺服電機(jī)、伺服機(jī)構(gòu)和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量基本相當(dāng)，末級(jí)大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jg相比較很小，可以忽略，在此定義伺服電機(jī)及減速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和為Jm，伺服機(jī)構(gòu)與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和為Jl.通過(guò)上面分析可知，系統(tǒng)可以等效為典型的雙慣量系統(tǒng)，如圖2所示.

圖1 單電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1 Structure diagram of single motor drive servo system transmission mechanism

圖2 簡(jiǎn)化的雙慣量系統(tǒng)原理示意圖Fig.2 Simplified schematic diagram of two-inertia system

如圖2所示，忽略系統(tǒng)摩擦傳動(dòng)齒隙影響，雙慣量伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型可以表示為

其中:θm為電機(jī)角位置，θl為負(fù)載角位置，Tm為電機(jī)端輸入力矩，Ts為傳遞力矩，Tl為負(fù)載力矩，Jm為電機(jī)慣量，Jl為負(fù)載慣量，Kl為彈性系數(shù).

由式(1)得到雙慣量系統(tǒng)方框圖如圖3所示.

圖3 雙慣量系統(tǒng)框圖Fig.3 Block diagram of two-inertia system

Tm到θm的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如式(2)所示，Tm到θl的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如式(3)所示:

從式(2)和式(3)可以計(jì)算得到系統(tǒng)的諧振頻率fr和反諧振頻率far如式(4)和式(5)所示:

其中R為慣量比.

本文的控制目標(biāo):1)設(shè)計(jì)未知擾動(dòng)估計(jì)器在線估計(jì)傳遞力矩，并將估計(jì)值融入到控制設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)在線補(bǔ)償;2)設(shè)計(jì)滑?？刂破魇沟幂敵鑫恢媚軌驕?zhǔn)確地跟蹤期望位置.

3 基于擾動(dòng)觀測(cè)器主動(dòng)諧振抑制

該部分將基于未知?jiǎng)討B(tài)估計(jì)器設(shè)計(jì)滑?？刂破?，其控制結(jié)構(gòu)如圖4所示.

圖4 控制結(jié)構(gòu)框圖Fig.4 Block diagram of control structure

3.1 未知?jiǎng)討B(tài)估計(jì)器設(shè)計(jì)

由式(1)可以得到雙慣量系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程為

其中:ωm表示電機(jī)端速度;u為控制輸入;b=; d為系統(tǒng)擾動(dòng)，主要包括總的傳遞力矩Ts、摩擦和其他擾動(dòng)力矩的共同作用.

假設(shè)1未知擾動(dòng)d 是有界的，并且導(dǎo)數(shù)滿足其中? ＞0是常數(shù).

定義x1=θm，x2=ωm，系統(tǒng)方程可以寫(xiě)成

為了方便設(shè)計(jì)擾動(dòng)觀測(cè)器估計(jì)未知擾動(dòng)，對(duì)式(8)進(jìn)行濾波可以得到濾波變量x2f和uf:

其中κ表示濾波時(shí)間常數(shù).

接下來(lái)，采用不變流形來(lái)設(shè)計(jì)擾動(dòng)觀測(cè)器，有以下引理:

引理1考慮方程(8)，定義輔助變量γ為

γ是有界且以指數(shù)形式遞減，并且

從上式可以看出，(x2-x2f)/κ-(buf+d)=0是一個(gè)時(shí)不變流型.

證對(duì)變量γ求導(dǎo)，可得選擇李雅普諾夫函數(shù)為V1=γ2/2，對(duì)其求導(dǎo)可得

根據(jù)以上分析，擾動(dòng)觀測(cè)器設(shè)計(jì)為

為了分析擾動(dòng)觀測(cè)器的收斂性，對(duì)方程(8)進(jìn)行低通濾波s/(κs+1)，可以得到

根據(jù)方程(9)，可以得到

其中df表示d的濾波變量.可以得到觀測(cè)誤差

估計(jì)誤差可以進(jìn)一步寫(xiě)成

引理2對(duì)帶有擾動(dòng)觀測(cè)器的雙慣量伺服系統(tǒng)，估計(jì)誤差ed是有界的，可以表示為

證考慮李雅普諾夫函數(shù)對(duì)其求導(dǎo)得

3.2 控制器設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的滑?？刂拼嬖谄娈愋裕菀滓鹣到y(tǒng)不穩(wěn)定.為了消除奇異性，本文提出一種新型到達(dá)律.系統(tǒng)的跟蹤誤差定義為

本文提出一種新型的滑模到達(dá)律:

其中:k1和k2為控制器參數(shù)，α 和β為設(shè)計(jì)參數(shù)，q＞0 表示奇數(shù)，tanh s=為雙曲正切函數(shù)，a sinh s=是反雙曲正弦函數(shù).

注1本文提出的滑模到達(dá)律(22)可以收斂到平衡點(diǎn)附近但是不能夠穿越.因此，一旦滑模面s 到達(dá)理想?yún)^(qū)域[0，δ]內(nèi)，s 可以被認(rèn)為實(shí)際收斂的，并且收斂時(shí)間為t=其中ks是δ的坡度.

定義滑模面為

對(duì)上式求導(dǎo)得

將式(7)代入式(24)，可得

根據(jù)以上分析，控制器可以設(shè)計(jì)為

3.3 穩(wěn)定性分析

定理1考慮雙慣量伺服系統(tǒng)(1)，以及由控制器(26)，擾動(dòng)觀測(cè)器(14)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，所有的信號(hào)是穩(wěn)定的并且跟蹤誤差能夠收斂到足夠小的區(qū)域內(nèi).

證選擇李雅普諾夫函數(shù)為

對(duì)上式求導(dǎo)可以得到

將控制器(26)代入上式得

根據(jù)有界性理論[24]，從不等式(29)中可以看出，滑模面s和擾動(dòng)估計(jì)誤差ed是有界的，并且滑模面s可以最終收斂到一個(gè)小的領(lǐng)域內(nèi).因此，根據(jù)滑模面的定義(22)，滑模面s和跟蹤誤差e都可以收斂到一個(gè)小的有界集合內(nèi).證畢.

通過(guò)上述分析可知，對(duì)任意給的初始值滑模變量是有界的.這意味著跟蹤誤差是有界的，并且觀測(cè)誤差也是有界的.因此根據(jù)滑模面的定義，可以得到跟蹤誤差可以收斂到零附近一個(gè)小的區(qū)域內(nèi).

4 仿真與實(shí)驗(yàn)

4.1 仿真結(jié)果

為了驗(yàn)證本文提出雙曲正切函數(shù)滑模面算法的有效性，該部分對(duì)數(shù)值仿真進(jìn)行研究.電機(jī)慣量參數(shù)Jm=0.1 kg·m2，控制器參數(shù)為

以及p=10.滑模面參數(shù)為λ=12，未知?jiǎng)討B(tài)估計(jì)器濾波時(shí)間常數(shù)κ=0.05.系統(tǒng)摩擦力

采用正弦信號(hào)xd=sin(πt)作為參考信號(hào).仿真結(jié)果如圖5所示.從圖5可以看出，本文采用雙曲正切函數(shù)設(shè)計(jì)的滑模能夠有效的克服傳統(tǒng)滑?？刂浦写嬖诘拇瘳F(xiàn)象，并且本文提出的控制方法產(chǎn)生的跟蹤誤差較小.

圖5 仿真結(jié)果:本文方法與傳統(tǒng)滑模方法比較Fig.5 Simulation results:the proposed method and conventional sliding mode method

為了驗(yàn)證本文提出未知?jiǎng)討B(tài)估計(jì)器的估計(jì)性能，本文采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器作為比較，比較結(jié)果如圖6所示.從圖6可以看出，擴(kuò)張?zhí)珷顟B(tài)觀測(cè)器也能夠觀測(cè)系統(tǒng)的擾動(dòng)，但是估計(jì)值產(chǎn)生了延時(shí)，而本文提出的擾動(dòng)觀測(cè)器能夠有效的估計(jì)擾動(dòng).除此之外，與基于擴(kuò)張狀態(tài)估計(jì)器控制器相比較，基于本文提出的未知?jiǎng)討B(tài)估計(jì)器的控制方法產(chǎn)生了跟小的跟蹤誤差.

圖6 仿真結(jié)果:本文方法與擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器方法比較Fig.6 Simulation results:the proposed method and extended state observer method

4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

為了驗(yàn)證文中所提的主動(dòng)諧振抑制方法，本節(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，雙慣量伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖7所示，圖7所示為四電機(jī)驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該系統(tǒng)由4個(gè)松下交流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其脈寬調(diào)制放大器集成在驅(qū)動(dòng)板卡(Panasonic MCDDT3520)中，采用米格永磁同步電機(jī)(180ST-M35105)作為負(fù)載，其編碼器分辨率，為360度/64000轉(zhuǎn);4個(gè)數(shù)字信號(hào)處理板卡用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)與上位機(jī)的通信，上位機(jī)為Pentium 3.0 GHz的PC機(jī)，采用C++語(yǔ)言在CCS 5.0環(huán)境下實(shí)現(xiàn)軟件開(kāi)發(fā).上位機(jī)通過(guò)編碼器和傳感器的采樣信號(hào)，實(shí)時(shí)掌握電機(jī)和負(fù)載的位置和速度，并提供相應(yīng)的控制命令實(shí)現(xiàn)電機(jī)的在線控制.此外，該設(shè)備的采樣時(shí)間為ts=0.001 s.系統(tǒng)參數(shù)如表1所示.

圖7 慣量驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)實(shí)物圖Fig.7 Diagram of inertia drive servo system

表1 雙慣量伺服系統(tǒng)參數(shù)Table 1 Parameters of two-inertia servo system

4.3 控制器設(shè)計(jì)

為了驗(yàn)證本文所提算法的有效性，采用以下3種控制算法作為比較:

1) 基于擾動(dòng)觀測(cè)器的主動(dòng)補(bǔ)償控制(disturbance observer based active compensation control，DOBACC):由本文提出的控制器(26)和擾動(dòng)觀測(cè)器(14)組成.控制器參數(shù)為k1=3，k2=1，k3=4，p=3，α=0.5，β=1，滑模面參數(shù)為λ1=10，濾波時(shí)間常數(shù)κ=0.01.

2) 基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的主動(dòng)補(bǔ)償控制(extend state observer based active compensation control，ESOACC):本文采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(extended state observer)[25]，作為比較，擴(kuò)張觀測(cè)器的增益β1=60，β2=120，控制器參與DOB-ACC控制器參數(shù)一致.

3) PID控制器:PID控制增益為Kp=300，Ki=0.1，Kd=2.

為了說(shuō)明本文提出的控制算法的有效性，采用以下3種性能指標(biāo)[25].

1) 跟蹤誤差最大絕對(duì)值:

2) 跟蹤誤差平均值:

其中N為樣本數(shù)量.

3) 跟蹤誤差的偏差:

4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證本文所提算法的有效性，采用幅值為8周期為4 的正弦信號(hào)xd=6 sin(2πt/4)作為輸入信號(hào).負(fù)載的位置跟蹤、跟蹤誤差以及控制信號(hào)如圖8所示.從圖中可以看出，本文提出的基于擾動(dòng)觀測(cè)器的主動(dòng)控制方法具有更好的跟蹤性能，跟蹤誤差較小.通過(guò)比較DOB-ACC與ESO-ACC，本文提出的控制方法的跟蹤誤差小于ESO-ACC.在這3 種控制算法中，PID控制產(chǎn)生了較大的跟蹤誤差.這是由于本文提出的擾動(dòng)觀測(cè)器融入到控制器設(shè)計(jì)中能有效的抑制雙慣量伺服系統(tǒng)諧振.

圖8 參考信號(hào)xd=6 sin(2πt/4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:位置跟蹤和控制信號(hào)Fig.8 Experimental results for xd=6 sin(2πt/4):position tracking and control signals

為了進(jìn)一步驗(yàn)證算法的有效性，一種慢速時(shí)變的正弦信號(hào)xd=5 sin(2πt/6)作為參考信號(hào).實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示.從圖中可以看出，與PID和ESO-ACC控制方法想比較，本文提出的DOB-ACC控制算法誤差較小，這是由于引入擾動(dòng)觀測(cè)器能夠有效的估計(jì)系統(tǒng)的未知擾動(dòng)，提高了系統(tǒng)的跟蹤性能.

圖9 參考信號(hào)xd=5 sin(2πt/6)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:位置跟蹤和控制信號(hào)Fig.9 Experimental results for xd=5 sin(2πt/6):position tracking and control signals

性能比較結(jié)果如表2-3所示，從表中可以看出，與PID和ESO-ACC相比較，本文提出控制方法在性能指標(biāo)Me，Ae，Se優(yōu)于PID和ESO-ACC控制方法，這是因?yàn)楸疚牟捎梦粗獎(jiǎng)討B(tài)估計(jì)器能夠有效的估計(jì)未知擾動(dòng)，并融入到控制設(shè)計(jì)中能夠?qū)ξ粗獢_動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償.

表2 性能指標(biāo)(xd=6 sin(2πt/4))Table 2 Performance indexes(xd=6 sin(2πt/4))

最后，采用幅值為5的階躍信號(hào)作為輸入信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng).實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示，從圖10可以看出，與另外兩種控制方法相比較，本文提出的控制方法具有較好的跟蹤性能.

圖10 階躍響應(yīng)Fig.10 Set-point response

5 結(jié)論

本文針對(duì)雙慣量伺服系統(tǒng)提出了一種基于擾動(dòng)觀測(cè)器的滑模主動(dòng)控制諧振抑制方法.通過(guò)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的位置擾動(dòng)觀測(cè)器在線估計(jì)雙慣量伺服系統(tǒng)的位置擾動(dòng)，并將估計(jì)器融入到控制器設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振的主動(dòng)抑制.為了提高雙慣量伺服系統(tǒng)的跟蹤精度，本文通過(guò)雙曲正切函數(shù)取代傳統(tǒng)滑模控制中的符號(hào)函數(shù)，提出了一種新穎的滑模面設(shè)計(jì)方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)滑模控制器.該控制器能夠有效的對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行精確的跟蹤，提高了雙慣量伺服系統(tǒng)的控制精度.將所提的方法在多電機(jī)伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證了算法的有效性.