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作者：金雪峰;李示威;高文进;孙文博;刘达;
单位：天津工业大学电气工程学院;潍柴动力股份有限公司;天津大学电气自动化与信息工程学院;
摘要：针对电机模型预测控制（MPC）中由于跟踪轨迹复杂所导致的位置同步控制难题，提出一种应用于多轴运动系统的基于扩张状态观测器（ESO）的预测位置同步控制方法，以便实现3台永磁同步电机（PMSM）位置的同时控制。设计MPC，在价值函数中加入轮廓误差、跟踪误差和控制增量，通过价值函数最小值判定来确定当前时刻的最优控制律；通过设计ESO，对位置环的扰动进行观测，将观测结果作为前馈补偿应用于当前的控制律中，以解决跟踪复杂轨迹时的位置同步控制难题；并提出了一种离线增益优化的方法来降低实时运算的复杂度。在多轴运动系统实验平台上验证该方法的有效性，结果表明：对比传统控制策略，本文策略对于空间螺旋线运动轨迹的跟踪误差由1.78 mm减少到0.56 mm，轮廓误差由1.13 mm降低到0.67 mm，在动、稳态条件下均能展现出良好的跟踪效果。
关键词：多电机;;模型预测控制(MPC);;扩张状态观测器(ESO);;同步控制
基金资助：天津市自然科学基金重点项目（20JCZDJC00020）
