机床与液压

作者：黄苏，高贾顺?

单位：厦门海洋职业技术学院海洋机电学院；厦门海洋职业技术学院海洋机电学院;集美大学轮机工程学院

关键词：数控机床;精密轮廓控制;MIMO-LPV反馈控制器;坐标变换;轮廓误差

基金：福建省中青年教师教育科研项目 (JZ180505)

针对机械摩擦与电气结构阻力等因素对轮廓跟踪精度的影响，提出一种采用MIMO-LPV控制器的数控机床精密轮廓控制方案，该方法适用于两轴机床和三轴机床的轮廓精密控制。采用基于任务框架坐标系的控制器设计方案，将MIMO-LPV反馈控制器构建为刀具轨迹方向和刀具速度的函数，利用坐标变换矩阵和基于线性矩阵不等式的增益调度控制技术对LPV控制器进行设计，从而获得极高的轮廓控制精度。对三轴数控机床系统进行简单介绍，并对跟踪误差和轮廓误差进行建模。提出一个随刀具路径方向和刀具速度变化的MIMO控制器用于补偿外部干扰力带来的轮廓误差，并基于LPV反馈控制器实现数控机床的精密轮廓控制。最后，通过时域仿真和数控机床实物控制验证的方式对所提方案进行验证。结果表明：所提方案在两轴机床中可成功将轮廓误差的最大值控制在12 μm以下，在三轴机床中可控制在8 μm以下，控制精度明显优于基于PID+交叉耦合轮廓控制方案。

来源：2026年第2期

《机床与液压》期刊编辑部

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