趙鵬兵，史耀耀，趙 盼

（西北工業(yè)大學(xué) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710072）

0 引言

整體葉盤(pán)是航空航天工業(yè)非常關(guān)鍵和重要的零件，其葉片型面的發(fā)展趨勢(shì)為扭角增大、弦寬增加、葉身減薄［1］，葉片輪廓精度向20μm～30μm 水平發(fā)展，葉片表面粗糙度已經(jīng)達(dá)到0.4μm～0.6μm，材料加工難度也在不斷提高。目前，國(guó)產(chǎn)五坐標(biāo)機(jī)床很難滿(mǎn)足該類(lèi)零件的高效精密制造要求，國(guó)內(nèi)在整體葉盤(pán)制造工藝與裝備方面普遍采用進(jìn)口通用五坐標(biāo)機(jī)床。另外，國(guó)外的整體葉盤(pán)制造現(xiàn)已基本形成集粗加工、精加工、自動(dòng)化拋光、自動(dòng)化檢測(cè)和自動(dòng)化上料于一體的全數(shù)字化集成制造單元，實(shí)現(xiàn)了整體葉盤(pán)的高效率、高質(zhì)量及低成本制造［2］。為此，自主研發(fā)適用于整體葉盤(pán)集成制造的高效強(qiáng)力復(fù)合銑數(shù)控裝備，對(duì)于支撐該類(lèi)零件的高精加工及降低制造成本具有重要意義。強(qiáng)力復(fù)合銑中的“強(qiáng)力”主要體現(xiàn)在兩方面：①將盤(pán)銑工藝引入整體葉盤(pán)的加工中，而鈦合金屬于難加工材料，采用大尺寸盤(pán)銑刀對(duì)葉盤(pán)通道進(jìn)行開(kāi)槽加工時(shí)需要較強(qiáng)的切削力；②進(jìn)行擴(kuò)槽加工與曲面成形時(shí)采用插銑刀的直徑由原來(lái)的12mm 增加到20mm，需要采用大功率電主軸來(lái)提供較強(qiáng)的切削力。復(fù)合銑指盤(pán)銑、插銑與側(cè)銑工藝的結(jié)合。

葉片輪廓與表面加工精度的提高使其對(duì)整體葉盤(pán)集成制造裝備伺服系統(tǒng)的性能要求也隨之提高，A 軸單元作為該集成制造裝備的關(guān)鍵功能部件，其定位精度直接影響整體葉盤(pán)的加工精度和表面質(zhì)量。A 軸單元的研究主要以提高運(yùn)動(dòng)精度和傳動(dòng)剛度為目標(biāo)。對(duì)于本文所研究的大功率、大扭矩A軸單元，其機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的非線(xiàn)性摩擦成為影響其運(yùn)動(dòng)精度的首要因素。對(duì)非線(xiàn)性摩擦進(jìn)行補(bǔ)償控制，并使所設(shè)計(jì)的控制算法具有較強(qiáng)的魯棒性和抗干擾性，是A 軸單元實(shí)現(xiàn)高精度控制的難點(diǎn)所在。對(duì)非線(xiàn)性摩擦進(jìn)行補(bǔ)償控制已成為精密運(yùn)動(dòng)控制研究的熱點(diǎn)。文獻(xiàn)［3］提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合補(bǔ)償方法，但混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)、算法實(shí)時(shí)性差；文獻(xiàn)［4］設(shè)計(jì)了基于遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的摩擦補(bǔ)償策略，并通過(guò)李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了該控制器的漸進(jìn)穩(wěn)定性；文獻(xiàn)［5］基于LuGre摩擦模型進(jìn)行補(bǔ)償，利用多目標(biāo)輸出反饋控制很好地解決了摩擦模型的變化和不確定參數(shù)對(duì)定位控制精度的影響；文獻(xiàn)［6］將在線(xiàn)辨識(shí)與自適應(yīng)控制相結(jié)合，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制輸入來(lái)補(bǔ)償摩擦和齒隙非線(xiàn)性，并通過(guò)調(diào)整模糊控制參數(shù)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；文獻(xiàn)［7］采用基于干擾觀測(cè)器的滑?？刂疲渲谢？刂票ＷC了控制系統(tǒng)的魯棒性，干擾觀測(cè)器估計(jì)外部擾動(dòng)并生成補(bǔ)償信號(hào)以抑制外部擾動(dòng)；文獻(xiàn)［8］通過(guò)對(duì)跟蹤誤差的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了相應(yīng)的摩擦補(bǔ)償模型，但是該方法的通用性不強(qiáng)；文獻(xiàn)［9］利用模糊推理系統(tǒng)自適應(yīng)學(xué)習(xí)被控對(duì)象的未知摩擦行為，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，有效提高了系統(tǒng)速度突變時(shí)的跟蹤精度，但單純地采用模糊推理系統(tǒng)在提高控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性方面還有待作進(jìn)一步改進(jìn)。

為此，本文以自主研制的大功率、大扭矩、高剛度A 軸單元為研究對(duì)象，針對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦模型的不同動(dòng)力學(xué)特性，提出兩種不同的積分型滑?？刂破?。根據(jù)不同的摩擦階段，相應(yīng)的摩擦補(bǔ)償控制器被激活，兩種摩擦狀態(tài)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷切換，同時(shí)摩擦補(bǔ)償控制器也在不斷切換。積分型滑?？刂频囊牒芎玫叵藗鹘y(tǒng)滑模控制的抖振現(xiàn)象，有效提高了A 軸單元的定位精度和跟蹤精度，采用該摩擦補(bǔ)償控制算法加工后的整體葉盤(pán)，其表面粗糙度、型面尺寸平均誤差和表面波紋度均顯著減小。

1 整體葉盤(pán)集成制造工藝及A軸設(shè)計(jì)

針對(duì)目前整體葉盤(pán)制造效率低、精度低、成本高等問(wèn)題，本文在分析已有加工方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合整體葉盤(pán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出一種高效強(qiáng)力復(fù)合銑集成制造工藝，即盤(pán)銑—插銑—側(cè)銑復(fù)合加工。在此基礎(chǔ)上，將盤(pán)銑、插銑與側(cè)銑等加工工藝高度集成于一臺(tái)數(shù)控設(shè)備中，研制了整體葉盤(pán)高效強(qiáng)力復(fù)合銑數(shù)控機(jī)床。該工藝的加工過(guò)程是：①利用盤(pán)銑切削效率高的特點(diǎn)對(duì)葉盤(pán)通道進(jìn)行開(kāi)槽，最大限度地去除材料；②通過(guò)插銑工藝對(duì)盤(pán)銑不可達(dá)區(qū)域（切削干涉區(qū)域）進(jìn)行高效插銑，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)槽加工與曲面成形；③使用圓柱銑刀或球頭銑刀進(jìn)行側(cè)銑，實(shí)現(xiàn)除棱清根。整個(gè)加工過(guò)程如圖1所示。該加工過(guò)程中，盤(pán)銑與插銑階段屬于高效強(qiáng)力切削，側(cè)銑階段屬于半精加工，插銑與側(cè)銑功能主要由A 軸單元實(shí)現(xiàn)。自主研制的高精度、大扭矩、高剛度A 軸單元如圖2所示，其中左主軸、主軸箱、右主軸通過(guò)左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)臺(tái)軸承固定在一起。伺服電機(jī)安裝在箱體上端的右后方，箱體右側(cè)內(nèi)由蝸輪及可調(diào)整反向間隙的雙導(dǎo)程蝸桿構(gòu)成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸端內(nèi)置高分辨率角度編碼器，可實(shí)現(xiàn)A 軸的閉環(huán)控制。箱體左側(cè)內(nèi)有液壓鎖緊機(jī)構(gòu)，可將旋轉(zhuǎn)軸在任意位置鎖緊。主軸水平狀態(tài)為零點(diǎn)，可向上擺動(dòng)30°，向下擺動(dòng)120°。

如圖3所示，該A 軸控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要由研華IPC-610-H 工業(yè)控制機(jī)（上位機(jī)）、Turbo PMAC Clipper運(yùn)動(dòng)控制器（下位機(jī)）、伺服驅(qū)動(dòng)器、西門(mén)子1FT7105型永磁同步交流電機(jī)、梯形齒同步帶、蝸輪蝸桿、電主軸和海德漢RCN829±1″角度編碼器構(gòu)成。該系統(tǒng)利用角度編碼器對(duì)電主軸的擺動(dòng)角位移進(jìn)行測(cè)量，并將其反饋給控制器，控制系統(tǒng)在每個(gè)采樣周期內(nèi)根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)和系統(tǒng)指定輸入計(jì)算電主軸擺動(dòng)的角度偏差，并按照程序給定的控制算法計(jì)算控制輸出量?？刂破靼l(fā)出的控制指令通過(guò)D／A 轉(zhuǎn)換器和伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)，再由電機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)同步帶和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電主軸擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)零件加工所需的主軸擺動(dòng)角位移。

2 摩擦模型描述

2.1 靜態(tài)摩擦模型

為了較好地描述該大功率、大扭矩A 軸的靜態(tài)摩擦動(dòng)力學(xué)，這里采用一種新的靜態(tài)摩擦模型［10］，該模型結(jié)合了靜摩擦的兩個(gè)重要特征——滯環(huán)和塑性，它由非線(xiàn)性彈性模塊和塑性模塊兩個(gè)模塊構(gòu)成。由于這兩個(gè)模塊的作用，當(dāng)給A 軸施加驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)，相應(yīng)地會(huì)產(chǎn)生摩擦力矩。

令σs為A 軸所受的外力矩，θs為扭轉(zhuǎn)彈性角位移，則非線(xiàn)性彈性效應(yīng)可描述為

式中：k1，k2和β為正標(biāo)量，θr為相關(guān)聯(lián)的反向運(yùn)動(dòng)點(diǎn)處的角位移。式（1）與文獻(xiàn)［10］中所述的反向點(diǎn)規(guī)則相結(jié)合便產(chǎn)生了滯環(huán)。

為了更好地描述塑性行為，引入了一種硬化狀態(tài)θh。令σ為所施加的外力矩，θp為塑性變形，則塑性行為可描述為

式中f（|σ|）=|σn|／λ，α，λ和n 為正標(biāo)量。

這樣，靜摩擦可分為爬行階段和硬化階段。根據(jù)文獻(xiàn)［10］，靜摩擦的動(dòng)力學(xué)特性可用五種狀態(tài)來(lái)描述，給控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)不便，通過(guò)引入sgn（·）函數(shù)可得到如下簡(jiǎn)潔的狀態(tài)方程表達(dá)式。

（1）爬行階段（|σn|／λ＞θh）

（2）硬化階段（|σn|／λ≤θh）

式中Cs為系統(tǒng)的等效阻尼系數(shù)。測(cè)得A 軸的輸出角位移θ為

將以上各式與反向點(diǎn)規(guī)則結(jié)合，可得A 軸在靜摩擦作用下的輸出響應(yīng)。公式中各參數(shù)值可根據(jù)文獻(xiàn)［10］所述的測(cè)試方法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。本文從多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中選擇了一組有代表性的值（如表1），用于A 軸傳動(dòng)系統(tǒng)中靜摩擦補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)。

表1 靜摩擦模型參數(shù)

2.2 動(dòng)態(tài)摩擦模型

為了描述A 軸的動(dòng)態(tài)摩擦行為，本節(jié)采用LuGre摩擦模型［11］，表述如下：

在摩擦力矩Tf的作用下，A 軸的動(dòng)力學(xué)方程為

式中：θ為輸出角位移，J 為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

式（8）～式（10）中的參數(shù)值可根據(jù)文獻(xiàn)［11］所述的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行辨識(shí)。通過(guò)測(cè)量多組施加給A軸的力矩及相應(yīng)的A 軸角速度可得所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，角速度可通過(guò)對(duì)角度編碼器測(cè)得的角位移進(jìn)行微分得到。通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析便可提取出摩擦響應(yīng)的特征曲線(xiàn)，辨識(shí)所得參數(shù)值如表2所示。

表2 動(dòng)摩擦模型參數(shù)

3 滑?？刂破髟O(shè)計(jì)

3.1 基于靜摩擦模型的滑模控制器設(shè)計(jì)

由于該靜摩擦模型較為復(fù)雜，本節(jié)考慮采用一個(gè)名義線(xiàn)性系統(tǒng)，由式（7）得：

將式（12）代入式（3）和式（4），可以得到只包含測(cè)量狀態(tài)的子系統(tǒng)，表達(dá)如下：

（1）爬行階段

（2）硬化階段

如果用一個(gè)“二階線(xiàn)性轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—旋轉(zhuǎn)阻尼—扭轉(zhuǎn)彈簧系統(tǒng)”（JCK）來(lái)名義上描述式（13）和式（14）的輸出動(dòng)態(tài)特性，則其可以描述為［12］：

（1）爬行階段

（2）硬化階段

名義JCK 的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)的選擇與式（5）和式（6）中的k1和Cs相同，等式右端的其他項(xiàng)可認(rèn)為是系統(tǒng)干擾或偏差。

為了達(dá)到跟蹤控制的目的，采用偏差描述系統(tǒng)的表達(dá)式，定義偏差為e=θ-θd，θd為期望的A 軸角位移，并假定其對(duì)時(shí)間二階可導(dǎo)。

將式（17）代入式（15）和式（16），可得：

（1）爬行階段

（2）硬化階段

將式（18）和式（19）表達(dá)為如下通式：

現(xiàn)針對(duì)式（20）所表達(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)滑?？刂坡?。

定義滑模面s為［13］

當(dāng)s=0時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)方程變?yōu)?/p>

定義切換控制律為［14］

因此，滑?？刂坡蔀?/p>

3.2 基于動(dòng)摩擦模型的滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)

基于摩擦估計(jì)的動(dòng)態(tài)摩擦補(bǔ)償策略在許多運(yùn)動(dòng)控制的研究中已有報(bào)道，本文采用基于LuGre動(dòng)態(tài)摩擦模型的離線(xiàn)摩擦估計(jì)策略對(duì)動(dòng)態(tài)摩擦力矩進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，如圖4所示。由于估計(jì)誤差，經(jīng)前饋補(bǔ)償后的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程可表述為

式中ΔTf=-Tf，表示摩擦力矩估計(jì)誤差。

定義e=θ-θd和=-，式（27）可表述為

式中d=ΔTf-為系統(tǒng)所受干擾。式（28）可用如下?tīng)顟B(tài)方程描述：

定義滑模面方程為［15］

滑?？刂坡蔀?/p>

將式（31）代入式（28），根據(jù)滑模面的定義可得閉環(huán)系統(tǒng)方程為

這表明閉環(huán)系統(tǒng)的特征主要取決于式（32）。相應(yīng)的滑模到達(dá)條件可由公式

針對(duì)動(dòng)靜態(tài)摩擦模型分別設(shè)計(jì)了兩個(gè)相應(yīng)的摩擦補(bǔ)償控制器，整個(gè)A 軸系統(tǒng)的摩擦補(bǔ)償控制策略如圖5所示。根據(jù)摩擦學(xué)研究報(bào)告可知，這兩個(gè)控制器的切換標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。本文采用的方法是：通過(guò)交流伺服電機(jī)對(duì)A 軸系統(tǒng)由零開(kāi)始逐步加載，記錄電主軸由靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)角度編碼器的讀數(shù)，重復(fù)測(cè)量10組數(shù)值，最終取其平均值4.848×10-4°作為切換標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行多次調(diào)試，取表3所示的控制器參數(shù)。

表3 控制器參數(shù)

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

該實(shí)驗(yàn)采用研華IPC-610-H 工控機(jī)為上位機(jī)，主要進(jìn)行控制程序的編輯和執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互并通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)整體葉盤(pán)加工過(guò)程中各種運(yùn)動(dòng)的控制；采用可編程多軸控制器（Program Multiple Axises Controller，PMAC）作下位機(jī)，直接控制伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)完成各種所需運(yùn)動(dòng)，并監(jiān)控運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各狀態(tài)量的變化；基于C++語(yǔ)言編寫(xiě)控制程序，包括摩擦補(bǔ)償控制程序、數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換程序、控制系統(tǒng)的采樣程序和角度編碼器的測(cè)量程序等；采用研華PCL818L 數(shù)據(jù)采集卡、PCL730隔離數(shù)字量I／O 卡、PCL726模擬量輸出卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和輸出［16］。

首先給系統(tǒng)施加r（t）=0.005°的階躍信號(hào)以檢驗(yàn)其定位控制性能，通過(guò)角度編碼器測(cè)量系統(tǒng)在給定信號(hào)下的實(shí)際輸出值，將實(shí)際輸出值與給定信號(hào)值相減，便可得到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角誤差。由圖6 和圖7可知，受非線(xiàn)性摩擦干擾，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差較大，通過(guò)摩擦補(bǔ)償，穩(wěn)態(tài)誤差減小了69.51%。接著，采用r（t）=0.5sin（2πt）的正弦信號(hào)檢驗(yàn)系統(tǒng)的跟蹤控制性能，由圖8和圖9可知，通過(guò)采用摩擦補(bǔ)償控制，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差減小了65.11%，由此說(shuō)明非線(xiàn)性摩擦是影響A 軸定位精度的主要因素。最后，為檢驗(yàn)系統(tǒng)在惡劣工況下的工作性能，對(duì)其施加了幅值為0.005°、周期為1s的鋸齒波信號(hào)，由圖10和圖11可知，受非線(xiàn)性摩擦影響，當(dāng)控制信號(hào)由最大值陡落至0時(shí)，系統(tǒng)跟蹤性能惡化，通過(guò)摩擦補(bǔ)償，下降沿跟蹤誤差減小了85.86%。圖12和圖13為鋸齒波上升過(guò)程中的跟蹤誤差對(duì)比，經(jīng)摩擦補(bǔ)償，信號(hào)上升階段的跟蹤誤差減小了69.77%。表4所示為不同控制信號(hào)在有無(wú)摩擦補(bǔ)償時(shí)的控制誤差比較。由以上分析可知，采用基于摩擦模型的滑模補(bǔ)償控制后，A 軸系統(tǒng)的定位精度大幅提高，但補(bǔ)償后系統(tǒng)控制誤差并沒(méi)有完全消除，主要因?yàn)槌朔蔷€(xiàn)性摩擦干擾外，系統(tǒng)的控制精度還受反向間隙、參數(shù)攝動(dòng)、測(cè)量噪聲等的影響。

表4 控制誤差比較 10-5（°）

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)該摩擦補(bǔ)償控制算法的有效性，在自主研制的整體葉盤(pán)高效強(qiáng)力復(fù)合銑集成制造單元上進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn)。被加工的整體葉盤(pán)相關(guān)參數(shù)如下：外徑318 mm、通道深度98 mm、通道最窄寬度22.3mm、通道數(shù)目20。采用直徑Φ=160 mm、切寬d=20mm、齒數(shù)N=14的盤(pán)銑刀對(duì)葉盤(pán)通道進(jìn)行開(kāi)槽，徑向切削深度ae=20mm，主軸轉(zhuǎn)速n=100r／min，進(jìn)給速度vf=60 mm／min，進(jìn)給量fz=0.06mm；采用直徑Φ=20mm、齒數(shù)N=2的K40整體硬質(zhì)合金平底銑刀進(jìn)行插銑，以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)槽加工與曲面成形，軸向切削深度ap=18 mm，徑向切削深度ae=3mm，主軸轉(zhuǎn)速n=1 600r／min，進(jìn)給速度vf=200mm／min，進(jìn)給量fz=0.08mm；采用刃徑R=8 mm、柄徑Φ=16 mm、刃長(zhǎng)lr=32 mm、總長(zhǎng)l=100mm、齒數(shù)N=3的硬質(zhì)合金球頭銑刀進(jìn)行側(cè)銑，徑向切削深度ae=2.5mm，主軸轉(zhuǎn)速n=2 000r／min，進(jìn)給量fz=0.05mm，側(cè)銑加工時(shí)根據(jù)刀具伸長(zhǎng)量的大小變化，進(jìn)給速度在vf=50 mm／min～100mm／min范圍內(nèi)波動(dòng)。

采用DEA DELTA Slant三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)葉片型面尺寸平均誤差和葉片表面波紋度進(jìn)行測(cè)量，葉片型面尺寸平均誤差指葉片輪廓平均誤差，即實(shí)際測(cè)量的加工曲面與理論曲面之間的平均差異度。采用Taylor-hobson粗糙度儀對(duì)葉片表面粗糙度進(jìn)行測(cè)量。圖14和圖15分別為未采用摩擦補(bǔ)償和采用摩擦補(bǔ)償加工后的整體葉盤(pán)，葉片表面質(zhì)量性能指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果如表5所示?？梢?jiàn)，加工后的表面波紋度減小了40.58%，型面尺寸平均誤差減小了41.85%，表面粗糙度減小了38.60%。加工實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證明了所設(shè)計(jì)的摩擦補(bǔ)償控制算法的有效性和可行性。

表5 整體葉盤(pán)加工效果對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)目前整體葉盤(pán)制造效率低、精度低、成本高等問(wèn)題，在分析已有加工方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合整體葉盤(pán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出一種高效強(qiáng)力復(fù)合銑集成制造工藝，即盤(pán)銑—插銑—側(cè)銑復(fù)合加工，闡述了自主研制的大功率、大扭矩、高剛度A 軸的結(jié)構(gòu)組成及其控制系統(tǒng)工作原理，分析了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦模型的動(dòng)力學(xué)特性，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)摩擦模型進(jìn)行了參數(shù)辨識(shí)。采用“二階線(xiàn)性轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—旋轉(zhuǎn)阻尼—扭轉(zhuǎn)彈簧系統(tǒng)”對(duì)復(fù)雜的靜態(tài)摩擦模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化。根據(jù)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦模型的不同動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)了兩種不同的積分型滑?？刂破鳎⑼ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該摩擦補(bǔ)償控制器的有效性和可行性。

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