为解决双电机驱动伺服系统中的齿隙非线性问题,提高系统控制精度,提出了一种基于特征模型的二阶离散滑模控制器(DSSMC)设计方法。给出了含齿隙非线性的双电机驱动伺服系统动力学模型,进行光滑处理后建立了系统的特征模型,采用带遗忘因子的递推最小二乘法对特征模型参数进行在线辨识。基于特征模型参数设计了一种二阶离散滑模控制器,证明了闭环系统的稳定性,与常规分区PID控制进行了仿真验证比较,结果表明所设计的控制算法能有效提高系统的控制精度与鲁棒性。

针对多电机驱动伺服系统特征模型中含有测量噪声的问题,设计了一种强跟踪滤波算法。以四电机驱动伺服系统为对象,建立了四电机驱动伺服系统动力学模型、基于特征建模理论的含测量噪声特征模型,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法作为特征参数辨识算法,带积分的黄金分割控制律作为系统控制律。针对特征模型中的测量噪声,这里设计了一种强跟踪滤波算法,通过跟踪测量噪声,解决了由测量噪声引起的特征参数收敛缓慢的问题,有效滤除了系统中测量噪声的影响。仿真结果表明,所设计的滤波算法能有效抑制特征模型中的测量噪声,与传统扩展卡尔曼滤波相比能提供更强的抑制噪声能力。

针对超高速铣削永磁同步电主轴高性能、高精度的控制需求,设计了一种滑模变结构自适应鲁棒控制器。该控制器利用滑模变结构控制产生滑动模态,削弱了建模误差的影响;利用自适应鲁棒控制减少了电主轴超高速运行中受外界扰动和系统内部参数摄动的影响。针对超高速运行的电主轴控制器控制周期时间短的特点,设计了基于比例谐振的电流矢量控制器,在保证电流控制效果的前提下减少了坐标变换和电流解耦,降低了控制算法实现的难度。仿真结果表明：基于比例谐振控制的电流矢量控制器能对给定电流进行较好跟随,

为克服机械惯性、负载扰动以及复杂的轮廓误差模型等因素对三轴直角坐标机器人末端执行器位姿精度的影响,设计了一种迭代滑模交叉耦合控制器。其中：滑模速度控制器用以抑制非周期干扰;迭代学习位置控制器用以减小跟踪误差;轴间变增益交叉耦合控制器用以消除轮廓误差。通过仿真验证了上述复合控制器的性能。结果表明,所设计的迭代滑模交叉耦合控制器具有较高的轮廓精度和较强的鲁棒性。