李兆中 岳晓斌 孙守利 阳 红

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621900)

超精密金刚石车床(single point diamond turing, SPDT)是超精密加工的重要设备之一，主要用于加工具有复杂表面形状或特殊表面形状要求的光学部件。许多国防尖端产品零部件，例如陀螺仪、高精度平面镜/透镜、精密仪器以及大功率激光系统中的多种零部件，需要用到超精密金刚石车床加工[1-4]。由于零件的表面形貌和刀具与工件之间的相对运动直接相关，因此零部件的高表面精度要求超精密金刚石车床导轨的伺服控制系统具有极高的定位精度、极高的响应速度和极小的稳态误差[5]。

超精密金刚石车床的伺服控制系统采用从里到外依次为电流环、速度环和位置环的三环控制方案。目前应用于超精密金刚石车床的主流控制算法是基于UMAC等运动控制器的PID控制算法。然而超精密加工存在非线性等时变因素，这使得传统的PID控制很难适应由运动位置变化、负载扰动及外界干扰等非线性因素引起的参数摄动及蠕变等，进而影响超精密切削加工精度及稳定性。针对这一问题，目前广泛采用的方法是将模糊控制引入到PID参数调节中[6]。模糊PID控制提高了系统的自适应性，然而模糊PID的控制效果依赖于初始PID参数的选取和论域的确定，使得应用较为复杂。为了解决上述问题，本文提出了一种论域范围优化方法，并引入到模糊PID控制中，实现自主学习并提高系统静动态性能，进而提高超精密切削加工精度。……