【摘 要】
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该文首先综述了国内外超精密机床及其各种伺服控制策略的发展概况,并对数控系统的发展和研究现状进行了比较全面的总结.然后根据超精密机床伺服系统各环节的实侧特性,在综合
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该文首先综述了国内外超精密机床及其各种伺服控制策略的发展概况,并对数控系统的发展和研究现状进行了比较全面的总结.然后根据超精密机床伺服系统各环节的实侧特性,在综合考虑系统的跟踪误差、力矩干扰抑制、不确定性等因素后,设计了位置控制器.通过测试实际闭环系统各项性能指标,分析了影响机床伺服系统定位和跟踪精度的主要因素.为改善伺服系统的单轴的控制精度,采用了如下的控制策略:1、首先针对超精密机床伺服系统在中、高频段存在多个振荡模态而影响定位精度的问题,研究了采用凹型滤波器;2、为提高单个伺服轴的位置复现精度,并结合机床伺服系统加工路径事先已知的特点,该文提出了一种有限带宽零相位滞后期望模型,研究了在实际系统中利用前馈和反馈控制器近似实现该模型的方法.由于该模型不仅具有零相位滞后的特点,还保证了期望频段内闭环幅频特性为1,其它频段内为0,这样通过合理的设计可在提高系统跟踪精度的同时而不激起系统中的振荡模态;3、由于机床伺服系统中存在摩擦扰动力矩,电机正弦扰动力矩等外界干扰因素,且扰动力矩的频率随机床进给速度的不同而变化,极大的影响了系统的跟踪精度.为了克服其影响,该文建立了一种扰动力矩观测模型,利用前馈控制器实时的补偿各种外界扰动,显著的提高了系统的控制精度.
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