关键词：平面电机；单边非质心驱动；建模误差；非线性控制；轨迹跟踪
摘 要：与由四组线圈单元驱动方式相比,三组线圈单元驱动的平面电机属于单边非质心驱动模型.为提高平面电机系统的伺服性能,需要准确的力解耦模型以及有效的控制算法.由于实际中存在建模误差,如永磁体线圈加工误差引起的推力误差、气隙厚度不均匀、外部不确定扰动等,使得基于名义模型的系统无法有效解耦.同时建模误差的存在使得闭环系统误差方程的等号右侧不为0,无法确保跟踪误差的收敛.因此,必须利用控制器对建模误差进行补偿.以三组线圈单元且x方向为单边非质心驱动的平面电机作为研究对象.为提高其轨迹跟踪与定位能力,提出一种非线性控制算法.在逆动力学控制算法的基础上增加鲁棒项,对建模误差进行有效补偿.采用李雅普诺夫(Lyapunov)理论证明了该算法的稳定性.实验结果表明,轨迹跟踪误差小于1.5 μm,可见通过对建模误差的补偿,减小了多自由度间耦合作用对运动精度的影响,提高了平面电机伺服性能.