无刷直流电动执行器的滑模变结构控制[外文翻译].doc

附件C：译文

无刷直流电动执行器的滑模变结构控制

Zhiyuan Yu and Xiaoxian Yao 著


摘要－本文讨论的是设计基于滑模变结构控制理论的无刷直流电动执行器的数字控制器。第一：电动执行器的数学模型是建立在选定的无刷直流电机上；第二：双滑模算法，比例切换算法，速度趋向法算法是专为电动执行器系统设计的；第三：我们用滑模变结构控制算法设计一个DSP数字控制器。第四：进行系统仿真和实验。根据结果：我们获得了不同参数情况下，系统工作性能的规律。实验依次进行并且能够很好的证实仿真结果。最后，我们讨论双滑模算法的特点，并且总结设计基于滑模变结构理论的无刷直流电动执行器的方法。
关键词—电动执行器，滑模，无刷直流电机

Ⅰ.引言
执行器是指导控制系统中的重要组成部分。执行器系统接收来自导弹控制系统的信号，然后放大信号以驱动翅片来调整导弹的飞行过程。执行器按所使用的能源可分为：液压执行器，气动执行器和电动执行器。传统的电动执行器使用有刷直流电机作为执行元件。近年来，无刷直流电机因为高效率，优秀的稳定性等诸多优良性能替代了有刷直流电机。
电动执行器的控制器大多采用PID控制器，但是由于其的非线性不能满足无刷直流电动执行器的性能要求。我们可以用现代控制理论，例如优化控制，自适应控制理论来提高无刷直流电机的性能。但是这些控制算法对于实现导弹控制系统太过复杂。【1】为了控制永磁同步电机速度来达到高性能和少故障，我们也采用模糊逻辑控制（FLC）【2】和神经网络控制理论【3】。但是由于算法的学习过程造成存在神经网络控制器缺少对故障的回应的问题。
滑模控制理论（SMC）出现在20世纪50年代，它是以减少指令，抗干扰和参数扰动不明感为特征的。
它被应用于电机的速度控制【4】，位置控制【5】以及电流控制【7】.
本文提出了一个基于滑模变结构控制器的无刷直流电动执行器。双滑模算法，比例切换算法和速度趋向算法用来设计电动执行器系统。而且我们获得了关于两种算法的理论公式。最后，完成仿真和实验以验证控制器的性能。

Ⅱ.无刷直流电动执行器的模型
电动执行器的系统组织结构如图1.所示，它的核心部分是伺服电机。

图1.电动执行器的组织结构图