[1]卢文晟,张国花,阳 红.PMSLM 的轨迹段标识-前馈 LADRC 及分层 ILC 协同控制[J].机械与电子,2026,44(06):33-41.
 LU Wenshen,ZHANG Guohua,YANG Hong.Trajectory Segment Identification-Feedforward LADRC and Hierarchical ILC Coordinated Control for PMSLM[J].Machinery & Electronics,2026,44(06):33-41.
点击复制

PMSLM 的轨迹段标识-前馈 LADRC 及分层 ILC 协同控制()
分享到:

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
44
期数:
2026年06期
页码:
33-41
栏目:
自动控制
出版日期:
2026-06-27

文章信息/Info

Title:
Trajectory Segment Identification-Feedforward LADRC and Hierarchical ILC Coordinated Control for PMSLM
文章编号:
1001-2257 ( 2026 ) 06-0033-09
作者:
卢文晟 1 张国花 2 阳 红 2
1. 上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240 ;
2. 四川省精密超精密加工工程技术研究中心,四川 成都 610200
Author(s):
LU Wenshen1 ZHANG Guohua2 YANG Hong2
( 1.School of Mechanical Engineering , Shanghai Jiao Tong University , Shanghai 200240 , China ;
2.Sichuan Precision and Ultra-Precision Machining Engineering Technology Center , Chengdu 610200 , China )
关键词:
永磁同步直线电机线性自抗扰控制轨迹规划迭代学习
Keywords:
permanent magnet synchronous linear motor linear active disturbance rejection control trajectory planning iterative learning control
分类号:
TP273
文献标志码:
A
摘要:
针对永磁同步直线电机( PMSLM )在重复性点到点运动中对轨迹跟踪精度与抗扰动能力的双重需求,提出一种融合轨迹段标识、全状态前馈线性自抗扰控制( LADRC )与分层学习率迭代学习控制( ILC )的协同控制策略。所构建的控制系统采用三层架构:内层为改进型 LADRC 三环控制器,深度融合 S 曲线轨迹规划生成的位置、速度和加速度状态前馈信号;中间层基于轨迹规划生成的段标识信息,为 ILC 提供结构化索引;外层设计具有轨迹段感知、误差能量自适应和频率选择性的三层学习率调制 ILC 算法,实现从轨迹规划到迭代学习的端到端结构化协同。仿真结果表明,相较于传统方法,所提策略在保证系统稳定性的前提下,显著提升了轨迹跟踪精度、动态响应速度与抗扰动能力,同时有效抑制了速度波动,改善了系统运行平顺性。
Abstract:
To meet the dual demands of trajectory tracking accuracy and disturbance rejection in repetitive point to point motion of Permanent Magnet Synchronous Linear Motors ( PMSLM ), this paper proposes a coordinated control strategy that integrates trajectory segment identification , full state feedforward Linear Active Disturbance Rejection Control ( LADRC ), and hierarchical learning rate Iterative Learning Control ( ILC ) .The control system features a three layer architecture.The inner layer is an improved triple loop LADRC controller that tightly merges the position , velocity , and acceleration feedfor- ward signals generated by S-curve trajectory planning.The middle layer furnishes the ILC with structured indices using the segment labeling information derived from trajectory planning.The outer layer employs a three tier learning rate modulated ILC algorithm endowed with trajectory segment awareness , error energy adaptivity and frequency selectivity , thereby achieving end-to-end structured coordination from trajectory planning to iterative learning.Simulation results demonstrate that , compared with conventional methods , the proposed method significantly improves tracking precision , dynamic response , and disturbance rejection capability while ensuring system stability.Furthermore , it effectively suppresses speed fluctuations and enhances the operational smoothness of the system.

参考文献/References:

[ 1 ] 贾光勇,孙兆龙,黄垂兵,等 . 电磁发射用永磁同步直线电机磁场解析及推力波动优化[ J ] . 兵工学报, 2024 , 45( 7 ): 2159-2170.

[ 2 ] 刘成颖,沈祥明,王昊 . 永磁直线同步电机非线性电感与推力波动的分析和补偿[ J ] . 清华大学学报(自然科学版),2010 , 50 ( 12 ): 1968-1973.
[ 3 ] 李庆雷,王先逵,吴丹,等 . 永磁同步直线电机推力波动分析及改善措施[ J ] . 清华大学学报(自然科 学版),2000 , 40 ( 5 ): 33-36.
[ 4 ] 孙钦伟 . 动磁式初级分段直线电机特性分析与扰动力抑制研究[ D ] . 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2025.
[ 5 ] Su Guangjing , Li Hongmei , Li Zheng , et al.Model free control of permanent magnet synchronous linear motor based on ultra-local model [ J ] .Chinese Journal of Electrical Engineering , 2024 , 10 ( 4 ): 73-82.
[ 6 ] 王立俊,赵吉文,于子翔,等 . 基于非线性时间延迟扰动估计的永磁同步直线电机无模型鲁棒位置跟踪控制[ J ] . 电工技术学报, 2024 , 39 ( 18 ): 5692-5704.
[ 7 ] Li Zheng , Wang Kangtao , Wang Jinsong , et al.Full coefficient intelligent adaptive position control of permanent magnet synchronous linear motor [ J ] .Journal of Electrical Engineering & Technology , 2023 , 18 ( 3 ): 1975-1984.
[ 8 ] 沈艳霞,罗昌茜 . 基于新型超局部模型的永磁同步直线电机滑模控制[ J ] . 电气工程学报, 2024 , 19 ( 3 ): 238-247.
[ 9 ] 张敬渝,栗保明 . 基于磁链观测的永磁直线同步电机自适应非奇异快速终端滑模控制[ J ] . 火炮发射与控制学报,2024 , 45 ( 5 ): 78-84.
[ 10 ] 李东博,李旭,刘海波,等 . 基于模糊干扰观测器的精密直驱系统滑模位置控制[ J ] . 制造技术与机床, 2025( 2 ): 108-115.

相似文献/References:

[1]祖 鹏,唐宏清,李 康.旋翼操纵装置动力学建模与仿真分析[J].机械与电子,2026,44(08):96.
 ZU Peng,TANG Hongqing,LI Kang.Dynamic Modeling and Simulation Analysis of a Rotor Control Mechanism[J].Machinery & Electronics,2026,44(06):96.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2026-01-12
基金项目:中国工程物理研究院院长基金( YZJJZQ2022010 );国家重点研发计划(2022YFF070900 , 2023YFB3405800 );国家自然科学基金资助项目( 52206123 )
作者简介:卢文晟 ( 2000- ),男,安徽六安人,硕士研究生,研究方向为永磁同步直线电机系统设计与控制;张国花 ( 1992- ),女,山西吕梁人,博士,研究方向为超精密装备部件;阳 红 ( 1985- ),男,湖南衡阳人,国家级领军人才和青年人才,正高级工程师,研究方向为超精密切削装备,通信作者, E-mail : oyanghongscu@163.com 。
更新日期/Last Update: 2026-08-26