快速刀具伺服系统自抗扰控制的研究与实践
吴丹
赵彤
陈恳
1.清华大学机械工程系,北京,10008412.清华大学机械工程系,北京,10008413.清华大学机械工程系,北京,1000841
摘要：快速刀具伺服系统(fast tool servo,FTS)是实现非圆截面和非轴对称表面零件加工的关键部件.加工过程中,FTS应克服时变切削力负载和自身参数的非线性,驱动刀具完成高频高精度跟踪运动.为了解决FTS的快速精密跟踪控制问题,根据刀具运动参考轨迹已知的特点,应用自抗扰控制原理和前馈控制策略,针对基于剪应力和正应力电磁驱动的两种直线执行机构,分别设计了采用线性和非线性扩张状态观测器的自抗扰控制器,并利用传递函数和描述函数方法,分析了线性控制器的跟踪精度和动态刚度特性,探讨了非线性控制系统的极限环问题.两种基于自抗扰控制的快速刀具伺服系统已应用于发动机椭圆截面活塞的精密车削和二维正弦微结构表面的超精密车削,满足了加工需求.研究与应用结果表明:自抗扰控制思想独特、算法易于工程实现,具有很好的工程应用价值.
关键词：快速刀具伺服系统自抗扰控制频域分析描述函数
分类号：TP275(自动化技术及设备)
资助基金：国家自然科学基金(51175278)摩擦学国家重点实验室项目(SKLT12C02)
论文发表日期：2013-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1534-1542 )
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