基于淘金优化算法的伺服电机系统滑模控制

摘要

本文研究基于淘金优化(Gold Rush Optimizer, GRO)算法的伺服电机系统的滑模控制(Sliding Mode Control, SMC)方法.随着半导体芯片制造工艺的持续进步，对封装设备的精度和性能提出更高要求.伺服电机系统作为关键组件，在半导体封装设备中扮演着重要角色.滑模控制方法因其强鲁棒性的优点被应用在多个领域，但其参数的手动调整给实际应用问题的研究带来了很大的不便.本文引入GRO算法来简化滑模控制方法的参数调整过程，提升伺服电机系统整体的性能.以音圈电机为例，运用状态空间模型来分析其动态特性，推导并设计滑模控制器，分析不同的参数选择对控制器性能的影响，并运用GRO算法对参数进行优化.实验结果表明，运用GRO算法进行参数优化后的滑模控制方法(GRO-SMC)响应速度快、稳定性高，能够迅速将伺服电机系统引导至预定的滑模面，且在预定的滑模面上系统状态的波动幅度明显减小.

关键词

半导体芯片 / 伺服电机系统 / 状态空间模型 / 滑模控制方法 / 淘金优化算法

基金资助

科技部国家重点研发计划资助项目(2023YFA1011500)