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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利抗冲击高精度PMSM进给伺服系统的控制及参数智能优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120658164B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511156475.4，技术领域涉及：H02P21/18；该发明授权抗冲击高精度PMSM进给伺服系统的控制及参数智能优化方法是由钱鹏飞;陈嘉祎;刘海洋;贾益璠;张翔宇;朱原德;刘磊;浦晨玮设计研发完成，并于2025-08-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本抗冲击高精度PMSM进给伺服系统的控制及参数智能优化方法在说明书摘要公布了：本发明涉及电机控制技术领域，抗冲击高精度PMSM进给伺服系统的控制及参数智能优化方法，包括以下步骤：S1、建立PMSM驱动进给系统的物理结构与动力学模型；S2、设计可变增益分数阶超螺旋滑模控制器VGFSTSMC，通过动态调整控制增益系数实现位置跟踪误差的有限时间收敛，并抑制系统抖动；S3、设计自适应滑模扰动观测器ASMDO，通过自适应增益调整和积分滑模面实时估计并补偿未知扰动；S4、基于最小二乘法辨识系统Stribeck摩擦模型，并作为摩擦前馈补偿FFC输入至电流环，减少系统扰动不确定性；S5、采用优化算法对VGFSTSMC和ASMDO的控制参数进行动态调优，以最小化位置跟踪误差的均方根值RMSE和最大瞬时误差；S6、将VGFSTSMC、ASMDO、FFC与优化算法结合，驱动PMSM实现高精度位置控制。

本发明授权抗冲击高精度PMSM进给伺服系统的控制及参数智能优化方法在权利要求书中公布了：1.抗冲击高精度PMSM进给伺服系统的控制及参数智能优化方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、结合永磁同步电机动态模型、滚珠丝杠传动机构机械运动学模型和光栅尺反馈位置闭环控制模型，建立PMSM驱动进给系统的物理结构与动力学模型； S2、基于新型可变增益超螺旋趋近律和分数阶滑模函数，设计可变增益分数阶超螺旋滑模控制器VGFSTSMC，通过动态调整控制增益系数实现位置跟踪误差的有限时间收敛，并抑制系统抖动； S3、设计自适应滑模扰动观测器ASMDO，通过自适应增益调整和积分滑模面实时估计并补偿未知扰动； S4、基于最小二乘法辨识系统Stribeck摩擦模型，并作为摩擦前馈补偿FFC输入至电流环，减少系统扰动不确定性； S5、采用优化算法对VGFSTSMC和ASMDO的控制参数进行动态调优，以最小化位置跟踪误差的均方根值RMSE和最大瞬时误差； S6、将VGFSTSMC、ASMDO、FFC与优化算法结合，驱动PMSM实现高精度位置控制； 步骤S1具体如下： PMSM驱动进给系统在d-q坐标系下的电磁转矩方程表示为： ， 式中，是磁力矩；是转矩常数；为q轴定子电流； 忽略电机轴、联轴器、丝杠、螺母及其他部件的弹性变形，假设PMSM驱动进给系统的传动链为刚性传动，工作台的轴向位置等于电机轴机械角的轴向等效位移，PMSM驱动进给系统的动力学方程表示为： ， 其中，为进给系统工作台轴向移动速度；为滚珠丝杠传动比，为丝杠导程；为系统等效转动惯量；为等效粘性阻尼系数；为扰动转矩； 假设电机轴的等效干扰转矩的导数为零，PMSM驱动进给系统的动力学方程最终表示为： ， 步骤3中，设计自适应滑模扰动观测器ASMDO具体如下： 以进给系统工作台的速度和扰动转矩为观测值，设计如下扰动观测器： ， 其中，是进给系统工作台轴向移速的观测值；是未知扰动转矩的观测值；为滚珠丝杠传动比，为丝杠导程；为电机轴转动惯量；为转矩常数，表示每安培q轴电流产生的电磁转矩；为q轴定子电流；是校正函数，用于修正速度观测值；是扰动观测器增益；是速度观测误差； 定义速度观测误差，扰动转矩观测误差，得到： ， 设计积分滑模面如下： ， 式中，为积分增益，用于调整及分析作用强度； 设计的自适应趋近律如下： ， 式中，和是正增益系数；是指数系数，用于动态调整趋近率非线性特性，；指数系数随动态变化，以便观察者始终保持稳定的收敛速度；是滑膜观测器的扰动上限，满足，是自适应扰动抑制项，是常数增益系数； 将设计的自适应趋近律公式代入观测器滑模面公式的一阶导数中，忽略干扰项，得到自适应滑膜干扰观测器控制律，公式如下： ， 步骤S4具体如下： 设计Stribeck摩擦模型： ， 式中，是电机转速；是自然常数；是Stribeck摩擦阻力扭矩，和是正与负方向的库仑摩擦阻力扭矩，和是正与负运动方向上的最大静摩擦阻力扭矩；和是正与负运动方向上的等效粘性阻尼系数；和是正与负运动方向上的Stribeck速度常数； 辨识Stribeck摩擦模型相关参数的方法如下： 当PMSM驱动进给系统处于空载匀速运动状态时，磁力矩仅用于抵消Stribeck摩擦阻力扭矩，使用伺服驱动器来控制电机匀速运动，读取q轴定子电流，然后通过上位机软件计算磁力矩；磁力矩近似于Stribeck摩擦阻力扭矩，测量多组电机转速下的Stribeck摩擦阻力扭矩，使用Matlab的cftool工具箱将实验数据拟合Stribcek摩擦模型，拟合算法采用最小二乘法，辨识得到Stribeck摩擦模型曲线； 定义为进给系统的非线性摩擦以外的未知扰动转矩，与摩擦转矩组成扰动转矩，为其观测值，自适应滑模扰动观测器修改为： ， 和在电流回路中进行补偿，所提控制方案的目标q轴电流为： 。

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