超精密加工零件（如光學(xué)自由曲面、微結(jié)構(gòu)功能表面零件等）因特殊的優(yōu)質(zhì)性能,在先進(jìn)工業(yè)制造、航空航天、天文觀測(cè)等高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求,而基于快速刀具伺服系統(tǒng)（FTS）的金剛石車削加工技術(shù)因其精密、高效、低成本的加工特點(diǎn),成為加工超精密零件的較有潛力技術(shù)。FTS技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出具有高頻響、高精度以及良好信號(hào)跟蹤性能的系統(tǒng)。從FTS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析出發(fā),研究影響FTS系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)對(duì)比分析,本文以無(wú)鐵心永磁直線同步電機(jī)（ILPMLSM）作為FTS系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),進(jìn)行高頻響給定信號(hào)下的控制策略研究。主要研究工作如下:首先,通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)FTS的文獻(xiàn),掌握FTS的國(guó)內(nèi)外研究、發(fā)展現(xiàn)狀,了解FTS的驅(qū)動(dòng)方式和控制算法。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建FTS的執(zhí)行機(jī)構(gòu)ILPMLSM的數(shù)學(xué)模型。其次,分析FTS系統(tǒng)在實(shí)際加工中存在的參數(shù)變化、摩擦力擾動(dòng)、切削力擾動(dòng)等不確定性擾動(dòng),在此基礎(chǔ)上,采用定量反饋理論（QFT）設(shè)計(jì)魯棒控制器,提高系統(tǒng)的魯棒性。同時(shí),本文采用H_∞控制方法來(lái)代替QFT設(shè)計(jì)中繁瑣的作圖求解方法,使設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單化。在理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,通...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖1.1超精密零件的主要加工方法

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圖1.4清華大學(xué)研制的FTSFig.1.4FTSmadebyTsinghuaUniversityS國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析與總結(jié)，可以得到不同執(zhí)行機(jī)所示。

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圖2.2Kollmrgen公司生產(chǎn)制造的ILPMLSM實(shí)物圖2ILPMLSMphysicaldrawingisproducedbyKollmrgenC于旋轉(zhuǎn)電機(jī)需要一系列傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)直線方向進(jìn)給的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。直線電機(jī)的直觀結(jié)構(gòu)

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