控制理论与应用

作者：付强,陈洪,谢七月

单位：长沙理工大学电气与信息工程学院,长沙理工大学电气与信息工程学院,长沙理工大学电气与信息工程学院

关键词：磁悬浮轴承; 位置控制; 滑模控制; 扩张状态观测器; 执行器故障

基金：国家自然科学基金项目(62373067)资助.

本文针对主动磁悬浮轴承系统在外部干扰、执行器故障情况下转子位置跟踪控制问题, 提出一种基于扩张状态观测器和非奇异快速终端滑模的有限时间容错跟踪控制策略, 以解决普通滑模控制不能有限时间收敛和传统容错控制带来的磁轴承系统设计成本高、体积大的不足. 首先, 本文设计了扩张状态观测器, 以估计磁轴承系统包含内外扰动和执行器故障的集总扰动项, 实现系统扰动补偿与解耦. 基于以上, 引入非奇异快速终端滑模面, 设计有限时间容错控制器, 实现磁轴承转子位置的有限时间容错控制. 最后, 利用Lyapunov函数对所设计控制器的稳定性和有限时间内收敛进行了分析证明. 通过仿真实验对比验证了所设计控制器的有效性和优越性.

来源：2026年第4期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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