永磁同步电机驱动的机械臂能量优化与位置控制

为了降低永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)驱动的机械臂能量损耗和提高位置控制精度,设计了基于反步非奇异快速终端滑模的能量优化控制。将机械臂及其驱动电机被视为一个整体系统来进行控制器设计和能量优化。设计高增益扩张状态观测器(extended state observer, ESO)估计并补偿集总扰动和建模误差。考虑到高增益ESO对测量噪声敏感,设计扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter, EKF)与ESO结合来降低测量噪声的影响。研究结果表明,能量优化控制可以降低系统能量损耗和稳态误差,具有良好的控制性能。