数控机床高速高精运动的傅立叶频域控制方法研究

数控机床工作台良好的运动性能是高速高精加工的基础。工作台在高速运动时，其动力学表现为时变、非线性特性，因而常规控制很难满足要求。如滑模、自适应、变结构控制等，这些方法大都依赖工作台动力学模型，使用受到限制。.PID控制器的本质是基于零误差动态控制这一基本思想，它不需要控制对象的动力学特性，关注的只是目标的终端（位置和速度）误差，这种方法对线性系统控制效果明显，但对高速运动下非线性特性明显的数控机床工作台的控制效果有限。.本研究将数控机床工作台的终端误差，映射成傅立叶空间的n个相互独立的线性谐波分量，然后在傅立叶空间内，设计n个PID控制器，促使终端误差的n个谐波分量趋近于零。那么，在时域内数控机床的终端误差也将趋于零。所以，本研究的的实质是将数控机床工作台的非线性运动控制问题，转化为傅里叶空间的线性控制问题，从而可大大提高数控机床的运动控制精度，为非线性系统提供一种有效的控制方法。