基于滑模变结构的直流伺服电机控制器设计
基于滑模变结构永磁同步电机速度控制器
状 态 向 量被 约 束 在 开 关 面 的 领 域 内滑 动 。 系统 的
动 态 品 质 由开 关 面 的 参 数 决 定 ，与 系统 的 参 数 、
ｊ 肋
扰 动 无 关 ，具 有 很 好 的 鲁 棒 控 制 性 。适 用 于永 磁
同步 电动机 这 类被控 对 象 。
ｌ２ 一ｌ— ２ — 甜 ： ａ ｌａ ２６ ＋ ｘ ｘ
Ｆｏｒ ｅ ａ ｃ ｎｄ Ｔｏｒ ｅ Ｐｒ ｑｕ ｏｄｕ ｉ ｎ ａ Ｌｏｒ ｎｚ ｃｔｏｎ ｉ ｅ ，Ｓｌ ｌ ｓ Ｓｅ ｆ ｏｔｅｓ ｌ
１０ ４０ １ｏ ２ｏ ａ １０ ００
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Ｂｅ ｒｎ ｏｏ ［ ． ＳＭＢ， ｇ ｓ ３ ２ ２ ０ ，ＥＴＨ ａ ｉ ｇ Ｍ ｔ ｒＣ】 Ｉ Ａｕ ｕ ｔ２ — ５， ０ ０
ｆ ＝ ｚ
｛：吕 ｃ ３ ：三 ， ： 薹
其中Ｕ ≠ Ｕ ，Ｃ＞ ０ 一 。 为 形成 滑动 ，切 换 线两侧 必 须满 足条 件 ：
｛ —二一 ＿ Ｉ —Ｕ ２ －互
【
２
在 考 虑 系统 转 速 受 限 的情 况 下 ，取 滑 模 切 换
函数 为 ： Ｓ＝ Ｃ １ Ｘ ，其 中 ｃ＞ ０为 常 数 。 令 滑 Ｘ一 ２
（） 模 变 结 构Ｐ 速 度 控 制 器 ａ滑 Ｉ
１ （】 ６ｘ
｝
ａ ｐ ｃ ｔ ｎ ｌｃ ｃｄｉｅ ［ ．Ｅ Ｅ Ｔ ａ ｓ ｎ Ｉ ， ９ ３ ｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｏｅｅ ｔ ｒ ｓ 】 Ｉ Ｅ ｒｎ ． １ ９ ， ｉ ｉ ｔ ｉ ｒ ｖ Ｊ ｏ Ｅ
４ （） ２ — ６ ０ ２ ： ３３ ． ［］ ＢａｒｔＳｅ ｌＬｙ ｄ ｎＳ ｅ ｈ ｎ ． Ｔ ｓ Ｒｉ ｏ ｅ ｓｒｎ ４ ． ｒｅ ｔｅ， ｎ ｏ ｔｐ ｅ ｓ Ａ ｅｔ ｇ ｆｒＭ ａｕ ｉｇ
直流伺服电机控制系统设计
电子信息与电气工程系课程设计报告设计题目：直流伺服电机控制系统设计系别：电子信息与电气工程系年级专业：学号：学生姓名：2006级自动化专业《计算机控制技术》课程设计任务书摘要随着集成电路技术的飞速发展，微控制器在伺服控制系统普遍应用，这种数字伺服系统的性能可以大大超过模拟伺服系统。
数字伺服系统可以实现高精度的位置控制、速度跟踪，可以随意地改变控制方式。
单片机和DSP在伺服电机控制中得到了广泛地应用，用单片机作为控制器的数字伺服控制系统，有体积小、可靠性高、经济性好等明显优点。
本设计研究的直流伺服电机控制系统即以单片机作为核心部件,主要是单片机为控制核心通过软硬件结合的方式对直流伺服电机转速实现开环控制。
对于伺服电机的闭环控制，采用PID控制，利用MATLAB软件对单位阶跃输入响应的PID 校正动态模拟仿真，研究PID控制作用以及PID各参数值对控制系统的影响，通过试凑法得到最佳PID参数。
同时能更深度地掌握在自动控制领域应用极为广泛的MATLAB软件。
关键词：单片机直流伺服电机 PID MATLAB目录1.引言 ...................................................... 错误!未定义书签。
2．单片机控制系统硬件组成.................................... 错误!未定义书签。
微控制器................................................ 错误!未定义书签。
DAC0808转换器.......................................... 错误!未定义书签。
运算放大器............................................... 错误!未定义书签。
按键输入和显示模块....................................... 错误!未定义书签。
伺服系统中滑模变结构控制器的设计
第 ２期
谢远党等 ： 服系统 中滑模变结构控制器的设计 伺
Ｔｈ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓｇ ｆＳ ｒ ｅ ｙ ｔ ｍ ｅ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｖ ｒ Ｓ ｓｅ ｉ ｈ ｕ ｓ ｆｔ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｌｒ Ｇｅ ｔ ｇ ｏ ｎ ｔ ｅ Ｃｏ ｒ ｅ ｏ ｈ ｎ ｒ ｌ ｔｉ ｆ ｅ ｎ
Ｘ ＥＹ ａ－ ａｇ， Ｉ ｉｊ ＷＡ Ｇ Ｃ ｕ －ａ Ｉ ｕｎ ｄｎ Ｌ －ｉ ， Ｎ ｈ ｎ ｔｏ Ｗｅ ａ
第 ３ 卷 第 ２期 ０
２ １ 年 ３月 ０１
浙 江海 洋 学院 学报（ 自然科 学版） Ｊｕｎｌｆ ｈｊ ｎ ｃａ ｎｖｒｔ（ａ ｒ ｃｅｃ） ｏｒａ ｏ ｅｉ ｇＯ ｅｎＵ ｉ ｓｙＮ ｔ ａ Ｓｉ ｅ Ｚ ａ ｅｉ ｕｌ ｎ
Ｖｏ －０ Ｎ ． ｌ ｏ２ ３ Ｍａ ． ０ ｒ， １ ２ １
文章 编号 ： ０ ８ ８０ （０ ０ — １８０ １０ — ３ Ｘ２ １）２ ０５ — ５ １
伺服 系统 中滑模 变结构控制器 的设计
谢远 党 ｌ 李 维嘉 ２ 王春 涛 ｌ ， ，
（． １ 浙江海洋学院机 电工程学院 ， 浙江舟山 ３ ６ ０ ； ． 中科技大学轮机工程 系 ， １０ ４ ２ 华 湖北武汉 ４０７ ） ３０ ４
摘
要： 针对伺服系统 中包含非线性和参数不确定性问题 ， 据滑模变结构控制理论 ， 出了基 于指数趋近率 的滑模位 依 提
置控制器设 计方 法 ， 建立 了被控 系统 的数学模型。最后给出 了采用极点配置方法确定切换 函数 。 关键词 ： 非线性 系统 ；变结构控 制 ； 滑动模 态
中图分类号 ： Ｍ９ １ ４ Ｔ ２． ５ 文献标识码 ： Ａ
统的参数及外来扰动变化的大致范围 ， 并 且具有降 阶 、 解耦 的功能 ， 能较好地解决 系统的动态 、 静态特性之 间的矛盾 ， 控制 规律简单 ， 它可 以解决复杂 系统 ， 包括线 性和非线性 系统 的镇 定和品质等问题 『 ２ １ 。 滑模变结构控 制的设 计在高精确 度伺服 系统的应用 中受到 日 益广泛的重视。图 １ 给出了本 文所要 讨论的滑模控制系统结 图１ 无刷电 机位置控制结构图
基于滑模自抗扰的永磁同步电机控制系统设计
基于滑模自抗扰的永磁同步电机控制系统设计李益敏;陈愚;李云龙【摘要】针对具有不确定扰动及参数变化永磁同步电动机伺服系统控制困难的问题,提出了基于滑模的自抗扰控制器.通过对永磁同步电机伺服系统进行数学模型分析,将系统参数变化引起的内部不确定性及外部随机扰动视为\"总扰动\",设计线性扩张状态观测器观测并补偿,使系统近似为积分器串联型,滑模状态反馈使闭环伺服系统实现快速控制,并通过李雅普诺夫方法证明其一致稳定性.和传统线性自抗扰控制对比的仿真和试验数据均表明,提出的基于滑模自抗扰控制策略提高了永磁同步电动机的抗扰性和鲁棒性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2019(049)008【总页数】4页(P22-25)【关键词】永磁同步电机;滑模控制;自抗扰控制;不确定性;外部扰动【作者】李益敏;陈愚;李云龙【作者单位】天津中德应用技术大学智能制造学院,天津 300350;天津中德应用技术大学智能制造学院,天津 300350;天津中德应用技术大学智能制造学院,天津300350【正文语种】中文【中图分类】TP391.9永磁同步电机（PMSM）是工业应用中最常使用的伺服系统执行机构，它具有体积较小、控制方便、效率高、电磁转矩大等优点。
永磁同步电动机具有非线性和强耦合等特征，高精度的伺服系统要求伺服电机在外部出现大的扰动时能保证良好的响应性能，因此永磁同步电机位置伺服控制必须采取更高性能的控制策略，必须同时克服永磁同步电机参数变量变化引起的内部不确定性及外部负载变化引起扰动的影响。
经典控制策略如传统PID控制［1］，其具有不依赖数学模型、参数易于调节等优点，但是无法动态抑制内部不确定性和外部随机扰动。
现代非线性控制策略如自适应控制［2］、模糊控制［3］、变结构控制［4-5］等，此类现代控制策略虽然对电机参数和负载变化具有很强的鲁棒性，但都需要系统的精确模型和扰动信息，不但具有复杂的运算且参数较多、调节困难，不利于工程应用实践。
滑模变结构控制在交流伺服系统中的应用
３１ 变 结构 － Ｐ Ｄ控 制 ． １
１ 问题 的提 出
复杂伺服系统具有非线性 和不确定性 ， 存在很多 不利于系统性能提
高 的因素 ， 如非线性 因素 、 参数 变化 、 机械谐 振及高频未建 模动态 、 测量
延迟及测量噪声 。由于上述 因素 的存 在 ， 建立精确的数学模 型是很困难 的， 只能建立一个近似的数学模 型。在 建模 时 ， 要做合适 的近似 处理 ， 要
模糊规 则来 确定模糊 控制量 ，即直接把 开关 函数 和它 的微 分作 为输 入 量， 利用模糊推理束获得滑模控制量 。 方法具有直接 、 该 简单且保持系统 稳定性的优点 。二是利用模糊规则 自适应地调整符号 函数的幅度 。
３３ 变结构一 神经网络控 制 －
特定值为零 ） ， 时 变结构系统 的控制输 出由一种形式 切换到另一 种形式 ，
ＰＤ控制 器通过 可变的加权 因子组 合起来 而构成的 。 １
３２ 变结构一模糊控制 、
制在交济 服系统中得到 了广泛 的研究 ， 涧 并获得 了 许多成功的应 用。
模糊控制是一种设计 变结构平 滑控制器的可行方 法 ， 糊控制和 将模
变结构控制集成起来 。 这样 的控制器不但保持 了变结构控制对参数摄动
忽 略对象中的不确定因素 ， 诸如参数误差 、 未建模动态 、 测量 噪声以及 不
确定的外干扰等。由近似模型 出发设计控 制器 ， 设计 中被忽 略的不 确定
因素会引起控制系统品质的变化 ， 至导致 系统不稳定 。 甚 因此 ， 考虑对 象
的不确定性 ， 使所设 计的控制器在不确定性对 系统品质 的破坏最严重 时
２ 滑模变 结构 控 制及 其特点
文献综述---基于嵌入式系统的永磁同步电机控制系统设计与实现
本科毕业设计文献综述题目: 基于嵌入式系统的永磁同步电机控制系统设计与实现基于嵌入式系统的永磁同步伺服电机控制系统设计与实现摘要：本文首先介绍了同步电机的概述，发展现状，工作原理和伺服系统的模型。
然后介绍了矢量控制的基本思想和基本原理。
本文重点分析了变结构滑模控制系统，包括滑模面的研究，以及趋近律的设计。
最后简单提了下永磁同步电机的发展前景。
关键字：同步电机，矢量控制，滑模控制，变结构。
1 永磁同步电机简介1.1 永磁同步伺服电机概述同步电动机的转速是由定子电流交变频率和极对数决定的[1]。
在电励磁的同步电动机中，允许电动机在任何功率因数下工作。
自控式调频方法从根本上解决了振荡、失步问题。
因此，同步电动机变频调速的应用范围越来越广阔，在电气传动领域里占有相当大的比重。
随着电机制造与控制技术的飞速发展，加之大规模集成电路、半导体功率器件和微处理器技术的进步，伺服技术作为自动化的基础技术，有了革命性的进步。
再加上永磁铁的加入，使得电机的效率更高，体积更小，永磁同步电机的特点是用永磁体取代绕线式同步电机转子中的励磁绕组，从而省去了励磁线圈、滑环和电刷。
因此永磁伺服电机得到了广泛的发展和应用。
20世纪80年代以来，具有高磁能积（Br ≥1T,Hc≥80kA/m）、价格低廉的钕铁硼（NdFeB）永磁材料的出现，使永磁同步电动机得到了很大的发展，世界各国（以德国和日本为首）掀起了一股研制和生产永磁同步电动机及其伺服控制器的热潮,尤其在数控机床，工业机器人等小功率的应用场合，永磁同步伺服电机是主要发展趋势。
1.2永磁同步电机伺服系统的国内外发展现状最早对永磁同步电机的研究主要集中在固定频率供电的永磁同步电机运行特性方面，尤其是对稳态特性和直接起动性能方面的研究。
从80年代开始，国外开始对逆变器供电的永磁同步电动机进行研究。
逆变器供电的永磁同步电机与直接起动的永磁同步电机的结构基本相同，但在大多数情况下无阻尼绕组。
伺服电机网络化控制系统设计与实现
２．１伺服 电机及驱动器
收 稿 日期 ：２０１３－０６－１８ 基金项 目：河北 省教育厅 自然科学资助项 目 （Ｚ２０１１２６２） 作者简介 ：王渝 （１９７８一），女 ，河南镇平人 ，讲 师，硕 士，主要 从事机电一体化系统及 自动化方 向的研究 。
ｌ 匐 化
伺服 电机 网络化 控制 系统设计与实现
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍ ｐｌｅｍ ｅｎｔ ｏｎ ｓｅｒｖｏ ｍ ｏｔｏｒ ｎｅｔｗ ｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
王 渝 ，王 书青 ，王玉 彩 ，霍俊 仪
Ｗ ＡＮＧ Ｙｕ， ＶＶＡＮＧ Ｓｈｕ．ｑｉｎｇ， 、／＼／ＡＮＧ Ｙｕ．ｃａｉ， ＨＵＯ Ｊｕｎ．Ｙｌ
关键词 ：伺 服电机 ；网络控制系统 ；滑模 变结构控制 ；网络延时
中图分类号 ：ＴＰ２７３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ００９－０１ ３４（２０１ ３）ｏ８（下 ）－００８．２０１ ３．０８（下 ）．２４
０ 引言
通 过 网络 形 成 闭 环 的 反 馈 控 制 系统 称 为 网 络 控 制 系统 （Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ，ＮＣＳ）， ＮＣＳ与 传 统 的 点 对 点 结 构 的 系统 相 比 ，具 有 可 以 实 现 资 源 共 享 、远 程 操 作 与 控 制 等优 点 。将 交 流 伺 服 系统 通 过 网络 进 行 控 制 ，有 助 于 系统 控 制 与 维 护 的 分 布 化 和 智 能 化 ， 更 便 于 系 统 安 装 、 维 护 、 扩 展 和 故 障 诊 断 。 伺 服 电 机 网 络 化 控 制 是 通 过 网络 实 现 对 电机 位 置 和 速 度 的精 确 闭环 控 制 。但 网 络 通 信 延 时 问题 会 降 低 系统 性 能 ，甚 至 引 起伺 服 系统 不 稳 定 口 Ｊ。要 想 使 网 络 化伺 服 系统 取 得 好 的 控 制 效 果 ，必 须 采 用 先 进 、可 靠 的控 制 策 略 。本 文 在 分 析 伺 服 系 统 本 地 控 制 和 网络 化 控 制 的基 础上 ， 设 计 了伺 服 电 机 网络 化 控 制 系统 的 硬 件 电路 和 软 件 系 统 ，提 出 了可 以 解 决 网 络 延 时 问题 的滑 模 变 结 构控 制 算 法 ，并 进 行 了系 统 的 调 试 与分 析 。下 面将 针 对 系 统设 计 和 实现 过 程 中的 关 键技 术 问题 进行 探讨 。
高压直流输电的滑模变结构控制器设计
）
的 作 用 在 设 计 控 制 器 的 过 程 巾 必 须 考 虑 直 流 换 流 器 的 非 线 性 特 性 以 及 换 流 器 交 流 侧 电 压 变 化 对 直 流 系 统 性 能 的 影 响 ．本 文 结 合 非 线 性 系 统 的 反 馈 线 性 化 理 论 和 线 性 系 统 的 变 结 构 控 制 理 论 １ 计 了 整 ３． 没 流 器 和 逆 变 器 的 非 线 性 变 结 构 控 制 器 ． 变 结 构 控 制
和 鲁 棒 性 ［５ ４１ ＿
对 于 整 流 器 ．为 了 满 足 在 任 何 时 刻 都 保 持 直 流
电 流 运 行 性 能 ． 以 建 立 一 个 性 能 指 标 。 实 际 的直 可 使
流 电 流 （） 设 定 值 的 偏 差 Ｙ （ ） ，（） 为 最 ￡与 ， ＝ ｄ￡一
流 控 制 ． 变 侧 的 直 流 电 压 控 制 逆 变 器 的 控 制 方 式 逆 传 统 上有 定 熄 弧 角 控 制 和 定 直 流 电 压 控 制 ． 定 熄 弧 角 在 严 重 的 交 流 故 障 时 可 能 会 引 发 换 向 失 败 ．从 而
由 等 值 电 路 得 到 直 流 系 统 的简 化 数 学 模 型 ［： ７ ３
定 触 发越 前 角 控 制 方 式 ． 善 系 统 的 电 压 稳 定 性 改
＝
１ （
一
为 了 充 分 发 挥 直 流 换 流 器 的 快 速 调 节 对 改 善 交 直 流 混 合 系 统 的 运 行 性 能 及 小 干 扰 和 大 干 扰 稳 定 性
＝
△
）
（） １
（ 一
式 ．逆变侧定触发越前角的控制方式 ．利用系统 的三 阶数学模型并应用非线性 系统 的状 态反馈精确线 化 性
基于卡尔曼滤波滑模控制的伺服系统设计仿真
Ｄ ｅ ｉ ｎ ａ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｏ Ｓ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ ｓｇ ｎｄ Ｓｉ ｌ ｔｏ ｆＳｅ ｖ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ Ｋ ａ ｍ ａ ｌｅ ｉ ｉ ｉ ｏ ｅ Ｃｏ ｒ ｌ ｌ ｎ Ｆｉｔ ｒ ｎｇ Ｓｌｄ ｎｇ Ｍ ｄ ｎｔ ｏ
Ｗ ＡＮＧ Ｃｈａｎ Ｘ ｇ． Ｕ 一， Ｍ ＥＮＧ Ｚｈｏ ＨＡＮ ｎｇ ｗｅ － Ｍ ＡＯ ． ｎｇ 一， ＬＩ Ｘｕｎ ｎｇ ， Ｓｏ ． ｉ＇ ， Ｄａ ｐｅ Ｕ
（ ． ｈ ｎ ｃｕ ｓｉ ｔｏ ｐｉ ， ｉｅ ｃａ ｉ ｎ １ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ ｎｔｕｅ ｆＯ ｔ ｓＦ ｎ ｈｎｃ ａ ｄ Ｉ ｔ ｃ Ｍｅ ｓ
具有 良好 效果。
关 键 词 ：伺 服 系统 ；卡 尔 曼滤 波 ；指 数 趋 近 律 ； 滑模 变 结 构控 制 ；仿 真 中 图 分 类 号 ：Ｖ５ ６ ５ 文 献标 志码 ：Ａ ｄ ｉ １．９ ９ ．ｓ ． ０ —０ Ｘ２ １ ． ． ４ ｏ ： ０ ６ ￣ｉ ｎ１ ３５ １ ．０ ００ ０ ３ ｓ ０ ２０
基 于 卡 尔曼滤 波滑 模 控 制 的伺 服 系统 设 计仿 真
王长旭 １ ，孟 中 ， ２ ，韩松 伟 一，毛大鹏 １ ，刘 洵 ， ２
（ ．中国科学 院长春光学精 密机械与物理研究所 ，长春 １０ ３ ； １ ３０ ３ ２ 中 国科学院研 究生院 ，北京 １０ ３ ． ０ ０ ９） 摘要：应 用变结构控 制策略 时，由于系统存在 时间滞后 、空间滞后 、死区等不利条件 ，会导致 系统运 行到相 平面
第３ ７卷第 ２期 ２ １ ２月 ０ ０年
光 电工程
Ｏｐ ｏ Ｅｌ ｃｒ ｎ ｃＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｔ — ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
、０ｌ３ ．ＮＯ． ， ＿７ ２
基于最优控制的永磁同步电机伺服系统设计
按 照 电枢绕 组 流过 电流 的形 式 ，可 以将 永磁 同
脉动较大 ，并且逆变器开关频率不恒定 ，为解决该 问 题 ，该 文将 滑模变 结 构控 制 理 论应 用 于 交 流永 磁 同 步 电机 伺服 系统 中 ，以提 高系 统 的 响应 性 能 。通 过对 变结 构系统 进 行加 速 度 控 制 ，可 以大 大 削弱 变 结构 控制产 生 的抖 动 ，提 高运 行 的平 稳 性 和定 位 精
· ６６·
工业仪表与 自动化装置
２０１３年第 ４期
基 于最 优 控 制 的永 磁 同 步 电机 伺 服 系统 设 计
杨秀芹 ，姚海燕 ，邹开凤
（海 军航 空工程 学 院青 岛校 区 ， 山东 青 岛 ２６６０４１） 摘要 ：建 立永磁 同步 电机位 置伺服 系统 的数 学模 型 ，基 于该模 型 ，提 出 了一 种基 于滑模 变结 构 控 制原 理的 永磁 同步 电机 伺服控 制 器 ，该控 制 器能有效 改善 永磁 同步 电机 的相 电流 波形 ，减 小转矩 脉动 ，增强伺服 系统对参数变化的鲁棒性及抗干扰 能力，仿真结果证 明了该方法的有效性 ，能够满 足 交流伺 服 系统 的速度控 制要 求 。 关 键词 ：永磁 同步 电机 ；最优 控制 ；滑模控 制 中图分 类号 ：ＴＭ３０１ 文献标 志码 ：Ａ 文章编 号 ：１０００—０６８２（２０１３）０４—００６６—０２
步 电动机 分为无 刷 永磁 直 流 电动 机 （电枢 绕组 的 电 流形 状 为方 波 ）和 无 刷 永磁 交 流 电动 机 （电枢 绕 组 的电流形 状为 正 弦波 ）两 种形 式 。永 磁 同步 电 动机 伺 服 系统 的基 本框 图如 图 １所示 。
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关键字：滑模变结构PI 直流伺服电机PID
1引言
滑模变结构控制系统是一类特殊的变结构控制系统。
起特殊之处在于，系统的控制不仅有切换，而且该切换特性可以迫使系统的状态在切换面上沿预定的轨迹作小幅度、高频率的趋近运动-滑动模态运动。
这种滑动模态可以设计成与系统的参数及扰动无关。
这样，滑模变结构控制无须系统在线辨识就具有很好的鲁棒性。
滑模变结构控制近年来已被广泛应用于处理一些复杂的线性系统、非线性系统、时变、多变量耦合等确定性和不确定性系统，可使系统获得良好的动态品质[1]。
而对于高性能的直流伺服系统，一般要求精度高、无超调、响应速度快且鲁棒性好。
根据自动调节原理设计的常规PID、PI等控制器，结构简单，设计方法成熟，也容易实现，但直流伺服系统中的非线性、参数的时变性和外部扰动等都影响系统的控制性能，很难满足高精度伺服系统的要求。
滑模变结构控制的滑动模态对加给系统的干扰和系统的各种摄动具有完全自适应性，所以能完全满足高精度伺服系统的控制要求[2,4]。
2滑模变结构控制器设计
直流伺服系统的结构框图如图1所示，虽然在多数情况下常把电机的参数看成常数,但实际当转速在大范围内变化时,电机的参数并非常数,而滑模控制正好对参数的变化不太敏感,故
使用这种控制方式来控制电机具有很大的优越性。
2.3切换函数s的选取2.4控制量u的求取
3仿真与结论
由仿真结果可以看到，显然，当有电机参数大幅摄动时，滑模变结构控制系统能适应系统参数的变化，响应时间很快，很快达到稳态，无超调；而PID产生了大幅度的超调，对于直流伺服电机控制系统而言，超调过大，严重影响加工等过程。
5结束语
本文通过对直流伺服系统分析，并对其设计了滑模变结构控制策略，设计方法简单，易于实现。
从仿真分析可知，滑模变结构控制优于PID控制，具有较强抑制参数摄动，自适应强。
另外合理地选择切换函数和控制率参数，滑模变结构控制系统具有快速性好、无超调、无静差的优良动、静态性能，而且系统参数摄动时，具有很好的鲁棒性。