面向航空整体结构件高速加工的三坐标并联动力头控制策略与实验研究

大型整体铝合金结构件高速加工系统是航空制造业不可或缺的重要技术装备。近年来一类以具有一平动两转动自由度(1T2R)的三坐标并联动力头为核心部件的新型五坐标卧式数控加工装备开始在该领域得到应用。由于其具有非线性、强耦合、快时变的特点，因此如何实现高速高精度轨迹控制已成为开发这类装备所必须解决的技术难题。本项目拟以自主发明的新型三坐标并联动力头-A3头为对象，探索和研究适合其特点且具有工程实用价值的高速高精度控制策略、方法和试验验证技术，以期为开发此类新型数控加工装备提供重要的技术支撑。

以自主研发的新型三坐标并联动力头——A3头为对象，针对并联动力头非线性、强耦合、快时变等特点，研究适合此类新型装备的高速高精度控制方法。在运动学和刚体动力学分析的基础上，基于旋量理论通过在运动构件上设置特征点构造适于系统参数辨识的动力学模型。根据不同工况下负载力矩的特点，提出一种具有分层递阶格式的动力学参数辨识策略，该策略通过选择适当轨迹有效消除或抵消库仑摩擦力矩的影响，进而有效辨识出各运动构件的动力学参数。以动力学参数辨识为基础，提出一种将基本伺服算法与动力学前馈补偿相结合的控制策略。在新型并联动力头样机上进行了不同工况下的实验，验证了该控制策略的有效性及工程可行性，为此类新型装备的研发和工程应用提供了重要的技术支撑。结合上述研究，在国内外期刊及会议上发表（含录用）论文7篇，已被SCI/EI/ISTP检索7篇次。