1.基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：包括滑模控制器(4)、谐振抑制模块(1)、陷波滤波器(6)、低通滤波器(5)、电流环PI控制器(8)、PARK变换模块(9)、空间矢量控制模块(10)、逆变器(11)、Clark变换模块(13)、PARK逆变换模块(14)和带有位置光栅尺(16)的直线电机(12)；

通过上位系统将给定位置指令p*发送给谐振抑制模块(1)和第一减法器(2)；

直线电机(12)通过位置光栅尺(16)输出pb信号到第一减法器(2)；直线电机(12)输出两相定子电流ia和ib到Clark变换模块(13)；

*

谐振抑制模块(1)根据给定位置指令p ；运算得到平滑后的指令位置pf，并将平滑后的指令位置pf发送到第二减法器(3)；

第一减法器(2)根据给定位置指令p*和pb信号，运算得到误差信号p*-pb，并将误差信号p*-pb发送给第二减法器(3)；第一减法器(2)的运算方法为给定位置指令p*减去pb信号；

*

第二减法器(3)根据误差信号p-pb和平滑后的指令位置pf，运算得到位置误差信号σ，并将位置误差信号σ发送给滑模控制器(4)；第二减法器(3)的运算方法为误差信号p*-pb减去指令位置pf；

滑模控制器(4)根据位置误差信号σ，运算得到输出im，并将输出im发送给低通滤波器(5)；

低通滤波器(5)根据滑模控制器(4)的输出im，经滤波得到滤波后信号im*，并将滤波后信号im*发送给陷波滤波器(6)；

陷波滤波器(6)根据滤波后信号im*，运算得到交轴电流给定值iq*，并将交轴电流给定值iq*发送给第三减法器(7)；

Clark变换模块(13)根据两相定子电流ia和ib，运算得到变换后定子电流iα和iβ，并将变换后定子电流iα和iβ发送给PARK逆变换模块(14)；

PARK逆变换模块(14)根据变换后定子电流iα和iβ，运算得到交轴电流反馈值iq和直轴电流反馈值id，并将交轴电流反馈值iq发送给第三减法器(7)，将直轴电流反馈值id发送给第四减法器(15)；

第三减法器(7)根据交轴电流给定值iq*和交轴电流反馈值iq，经运算得到交轴电流误差值iq*-iq，并将交轴电流误差值发送给电流环PI控制器(8)；第三减法器(7)的运算方法为交轴电流给定值iq*减去交轴电流反馈值iq；

通过上位系统将直轴电流给定值id*发送给第四减法器(15)；

第四减法器(15)根据直轴电流给定值id*和直轴电流反馈值id，经运算得到直轴电流误差值id*-id，并将直轴电流误差值id*-id发送给电流环PI控制器(8)；第四减法器(15)的运算方法为直轴电流给定值id*减去直轴电流反馈值id；

* *

电流环PI控制器(8)根据交轴电流误差值iq -iq和直轴电流误差值id-id，运算得到交轴电流uq和直轴直压ud，并将交轴电流uq和直轴直压ud发送给PARK变换模块(9)；

PARK变换模块(9)根据交轴电流uq和直轴直压ud，运算得到两相静止坐标系下的定子电压分量uα、uβ，并将两相静止坐标系下的定子电压分量uα、uβ发送给空间矢量控制模块(10)；

空间矢量控制模块(10)根据两相静止坐标系下的定子电压分量uα、uβ，经运算得到六路PWM信号，并将六路PWM信号发送给逆变器(11)；通过逆变器(11)驱动直线电机(12)运行。

2.根据权利要求1所述的基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：谐振抑制模块(1)的传递函数为：

式中：Kf为推力常数，M为直线电机(12)的动子和负载总质量，ω0N是谐振抑制模块(1)的带宽，ξ0为阻尼比。

3.根据权利要求2所述的基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：滑模控制器(4)包括第五减法器(17)、第一符号函数模块(18)、第一乘法器(19)、第一积分函数模块(20)、第一绝对值开方函数模块(21)、第三乘法器(22)、第一加法器(23)、第二积分函数模块(24)、第二绝对值开方函数模块(25)、第二乘法器(32)、第二符号函数模块(26)、第一绝对值函数模块(33)，第四乘法器(27)、第五乘法器(28)、第二加法器(29)、第六乘法器(30)和第三符号函数模块(31)；

第二减法器(3)将位置误差信号σ发送给第五减法器(17)；

第五减法器(17)根据位置误差信号σ和第二积分函数模块(24)输出的位置误差信号的估计值z0，运算得到偏差信号z0-σ，并将偏差信号z0-σ分别发送给第一符号函数模块(18)和第一绝对值开方函数模块(21)；

第一符号函数模块(18)根据偏差信号z0-σ，运算得到sign(z0-σ)，并将sign(z0-σ)发送到第一乘法器(19)和第二乘法器(32)；

第一乘法器(19)根据sign(z0-σ)，运算得到误差信号的一阶导数的估计值 并将误差信号的一阶导数的估计值 发送给第一积分函数模块(20)；

第一积分函数模块(20)根据误差信号的一阶导数的估计值 积分运算得到位置误差信号估计值z1，并将位置误差信号估计值z1发送给第一加法器(23)；

第一绝对值开方函数模块(21)根据偏差信号z0-σ，运算得到 并将 发送到第二乘法器(32)；

第二乘法器(32)根据 和sign(z0-σ)，运算得到 并将发送给第三乘法器(22)；

第三乘法器(22)根据 运算得到z2，并将z2发送给第一加法器(23)；

第一加法器(23)根据z1和z2，运算得到导数 并将导数 发送到第二积分函数模块(24)；

第二积分函数模块(24)根据导数 积分运算得到位置误差信号的估计值z0，并将位置误差信号的估计值z0发送给第五减法器(17)；

λ1＝1.2，λ2＝1.7，L满足约束条件 为动子最大加速度；

第二积分函数模块(24)还发送位置误差信号的估计值z0到第二绝对值开方函数模块(25)和绝对值函数模块(33)；

绝对值函数模块(33)根据位置误差信号的估计值z0，运算得到|z0|，并将|z0|发送给第二符号函数模块(26)；

第二绝对值开方函数模块(25)根据z0，运算得到 并将 发送给第四乘法器(27)；

第二符号函数模块(26)根据|z0|，运算得到sign(|z0|)，并将sign(|z0|)发送给第四乘法器(27)；

第四乘法器(27)根据 和sign(|z0|)，运算得到 并将发送到第五乘法器(28)；

第五乘法器(28)根据 运算得到 并将

发送给第二加法器(29)；

第一乘法器(19)还发送一阶导数的估计值 到第二加法器(29)；

第二加法器(29)根据 和一阶导数的估计值 运算得到滑模量并将滑模量 发送给第三符号函数模块

(31)；

第三符号函数模块(31) 根据滑模量 运算得到

并将 发送给

第六乘法器(30)；

第六乘法器(30)根据 运算得到滑模控制器(4)的输出im；

式中：im为滑模控制器(4)的输出，α为大于0的常数， 且u1满足约束条件

4.根据权利要求3所述的基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：低通滤波器(5)的运算方法为：

式中：τ为滤波器时间常数。

5.根据权利要求4所述的基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：陷波滤波器(6)的运算方法为：

式中：ω2N为陷波频率，ξ2为阻尼比。

6.根据权利要求5所述的基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：第一符号函数模块(18)、第二符号函数模块(26)和第三符号函数模块(31)的定义为：。