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力之源-智能驱动引领者!
高速高加速精密直线驱动系统在数控机床中的应用越来越广泛。然而，由于采用直接驱动，使得加工过程中产生的摩擦力和切削力干扰不经过任何中间传动环节的衰减而直接作用于直线电动机，其严重影响了运动控制系统的跟踪精度。因此，对这些干扰里进行有效补偿对实现机床进给系统的精密运动控制极为重要。
非线性摩擦对系统的控制精度影响很大，尤其是在速度反向的时候。圆周轨迹跟踪过程中，象限交界处的位移峰值就是摩擦作用的直接结果。由于摩擦的强非线性，传统的线性反馈控制策略只能在一定程度上对其进行补偿。为了实现高精度的跟踪控制，必须采用更加先进的控制策略对非线性摩擦进行补偿。
运动控制系统中对除摩擦力的其它干扰进行抑制同样重要，众多文献提出了响应的补偿方法。首次将重复控制引入跟踪误差的补偿控制中。提出了基于逆模型的干扰观测器来补偿磁盘驱动系统中由于冲击和振动引起的跟踪误差，该方法同样适用于其它控制系统中的干扰观测。关于对切削力进行补偿的研究目前还极为有限。提出了基于加速度传感器的切削力估计器，但未说明如何利用其对切削力干扰进行有效补偿。
本文针对直线电动机驱动的XY工作台设计了摩擦力和切削力干扰的补偿控制方案并进行了试验验证。摩擦补偿策略由基于Maxwell-Slip模型的前馈补偿和基于逆模型的干扰观测器构成。该干扰观测器能够在一定程度上补偿切削力的干扰。最终，通过设计重复控制器完全消除了这些干扰的影响，并通过实验对所设计控制器的可行性和有效性进行了验证。
