基于多层模糊控制的交叉耦合补偿方法的研究及应用

交叉耦合控制是提高复杂曲面轮廓精度的一种非常有效的方法，但是对于大于3轴的多轴交叉耦合控制，由于建模非常困难等原因，现有的研究成果比较少。由于复杂轮廓加工时，各个轴之间的耦合强度时不同的，所以该课题在前人研究的基础上提出基于多层模糊的交叉耦合补偿方法，该方法主要有3个特点：1.根据各个轴之间的耦合关系的强弱对耦合层次进行划分，然后设计多层耦合控制器对实时的轮廓误差进行补偿，更符合实际控制系统的组合规律，所以综合的控制性能更高；2.由于该方法控制的各个轴之间采用并行结构，与现有的串行结构相比，可以避免某一个轴的误差通过耦合控制串行传递给其他轴；3.多轴控制系统的层次化建模方法更能反映系统的实际耦合情况，从而使建立的模型更准确。最终，该方法将在研制的四联动对称加工机床上进行实验研究。

交叉耦合控制是提高复杂曲面轮廓精度的一种非常有效的方法，但是对于大于3轴的多轴交叉耦合控制，由于建模非常困难等原因，现有的研究成果比较少。由于复杂轮廓加工时，各个轴之间的耦合强度时不同的，所以该课题在前人研究的基础上提出了多轴运动控制系统的层次化轮廓误差建模方法和补偿策略，并针对3轴运动控制系统和4轴对称船模加工机床验证了该理论的优越性。通过对该项目的研究，研究团队在多轴交叉耦合补偿方法、层次化建模补偿方法、单轴跟踪性能改进方法、极坐标下的高精度插补和软件模块开发等方面提出了一些创新性成果，并通过仿真分析和实验研究证实了提出的方法的可行性。