| 摘要 | 第15-17页 |
| Abstract | 第17-18页 |
| 第一章 绪论 | 第19-38页 |
| 1.1 课题来源、研究背景及意义 | 第19-23页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第19页 |
| 1.1.2 研究意义及背景 | 第19-23页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第23-36页 |
| 1.2.1 自由曲面超精密车削加工技术 | 第23-31页 |
| 1.2.2 快刀伺服系统控制方法 | 第31-34页 |
| 1.2.3 机床的动态特性 | 第34-35页 |
| 1.2.4 自由曲面的三维表面形貌预测 | 第35-36页 |
| 1.3 论文的主要研究内容 | 第36-38页 |
| 第二章 大行程FTS系统的研制及控制技术研究 | 第38-74页 |
| 2.1 FTS系统的设计与分析 | 第38-44页 |
| 2.1.1 系统的设计要求分析 | 第38-39页 |
| 2.1.2 总体结构设计 | 第39页 |
| 2.1.3 气浮导轨的有限元仿真分析 | 第39-41页 |
| 2.1.4 系统相关零部件的精加工及整机装配 | 第41-43页 |
| 2.1.5 系统静态性能测试 | 第43-44页 |
| 2.1.6 快刀伺服控制系统 | 第44页 |
| 2.2 FTS系统加工能力分析 | 第44-46页 |
| 2.2.1 系统伺服能力限制 | 第44-45页 |
| 2.2.2 系统伺服能力幅频图分析 | 第45-46页 |
| 2.3 FTS开环系统辨识 | 第46-49页 |
| 2.3.1 FTS系统辨识的步骤与方法 | 第46-47页 |
| 2.3.2 FTS系统的开环辨识实验及结果分析 | 第47-49页 |
| 2.4 自适应前馈抵消控制算法基本原理 | 第49-51页 |
| 2.5 内环控制系统设计 | 第51-61页 |
| 2.5.1 PID控制器设计 | 第52-54页 |
| 2.5.2 超前-滞后补偿控制器设计 | 第54-55页 |
| 2.5.3 内模控制器设计 | 第55-57页 |
| 2.5.4 IMC-PID控制器设计 | 第57-58页 |
| 2.5.5 内环控制器仿真性能对比分析 | 第58-61页 |
| 2.6 AFC控制器设计 | 第61-67页 |
| 2.6.1 谐振器相位超前参数的确定 | 第61-62页 |
| 2.6.2 谐振器增益的确定 | 第62-67页 |
| 2.7 AFC控制系统仿真 | 第67-69页 |
| 2.7.1 前馈控制器设计 | 第67-68页 |
| 2.7.2 AFC控制系统的仿真 | 第68-69页 |
| 2.8 系统闭环性能测试 | 第69-72页 |
| 2.8.1 阶跃响应实验 | 第69页 |
| 2.8.2 位置保持实验 | 第69-70页 |
| 2.8.3 正弦轨迹跟踪实验 | 第70-72页 |
| 2.9 本章小结 | 第72-74页 |
| 第三章 超精密车削加工系统的结构设计及动态特性分析 | 第74-88页 |
| 3.1 超精密车削加工系统的设计与实现 | 第74-77页 |
| 3.1.1 机床整体布局 | 第74-75页 |
| 3.1.2 空气静压导轨 | 第75-76页 |
| 3.1.3 空气主轴 | 第76-77页 |
| 3.1.4 进给系统 | 第77页 |
| 3.2 加工控制系统硬件结构设计 | 第77-79页 |
| 3.2.1 机床伺服控制系统 | 第77-78页 |
| 3.2.2 快刀伺服系统控制方案设计 | 第78-79页 |
| 3.3 控制系统硬件调试 | 第79-80页 |
| 3.3.1 导轨伺服电机控制 | 第79页 |
| 3.3.2 空气主轴速度闭环调试 | 第79-80页 |
| 3.3.3 FTS系统的控制调试 | 第80页 |
| 3.4 动态特性分析理论 | 第80-82页 |
| 3.4.1 模态分析理论 | 第80-81页 |
| 3.4.2 谐响应分析理论 | 第81-82页 |
| 3.5 系统动态特性仿真分析模型的建立 | 第82-84页 |
| 3.5.1 几何模型简化 | 第82-83页 |
| 3.5.2 有限元模型建立 | 第83-84页 |
| 3.6 系统模态分析结果 | 第84-85页 |
| 3.7 系统的谐响应分析 | 第85-86页 |
| 3.8 本章小结 | 第86-88页 |
| 第四章 自由曲面加工三维表面形貌仿真研究 | 第88-109页 |
| 4.1 自由曲面加工的刀具轨迹规划 | 第88-91页 |
| 4.1.1 加工刀具轨迹驱动点的生成 | 第88-90页 |
| 4.1.2 刀尖圆弧半径补偿 | 第90-91页 |
| 4.2 三维表面微观形貌仿真模型的建立 | 第91-100页 |
| 4.2.1 表面微观形貌的影响因素 | 第91-92页 |
| 4.2.2 理想条件下表面微观形貌的形成 | 第92-93页 |
| 4.2.3 振动模型的建立 | 第93-96页 |
| 4.2.4 刀具干涉效应对工件径向截面轮廓的影响 | 第96页 |
| 4.2.5 三维表面微观形貌的建模分析 | 第96-100页 |
| 4.3 三维表面微观形貌仿真预测与粗糙度分析 | 第100-106页 |
| 4.3.1 车辆后视镜面形的理论模型 | 第100-101页 |
| 4.3.2 相对振动对加工表面形貌的影响 | 第101-102页 |
| 4.3.3 相对振动对加工表面粗糙度的影响 | 第102-103页 |
| 4.3.4 工艺参数及刀具几何参数对表面粗糙度的影响 | 第103-106页 |
| 4.4 表面粗糙度仿真模型验证 | 第106-107页 |
| 4.5 本章小结 | 第107-109页 |
| 第五章 快刀伺服系统加工工艺实验研究 | 第109-120页 |
| 5.1 FTS系统加工实验平台 | 第109-110页 |
| 5.1.1 超精密机床平台 | 第109页 |
| 5.1.2 FTS系统 | 第109-110页 |
| 5.2 平面车削加工实验 | 第110-111页 |
| 5.2.1 加工工艺参数 | 第110页 |
| 5.2.2 加工结果测试及分析 | 第110-111页 |
| 5.3 透镜阵列车削加工实验 | 第111-116页 |
| 5.3.1 面性特征分析 | 第111-112页 |
| 5.3.2 刀具路径设计 | 第112-113页 |
| 5.3.3 加工工艺参数选择 | 第113页 |
| 5.3.4 加工结果测试及分析 | 第113-116页 |
| 5.4 车辆后视镜面形车削加工实验 | 第116-119页 |
| 5.4.1 面性特征分析 | 第116页 |
| 5.4.2 刀具路径设计 | 第116-117页 |
| 5.4.3 加工工艺参数选择 | 第117-118页 |
| 5.4.4 加工结果测试及分析 | 第118-119页 |
| 5.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 第六章 总结与展望 | 第120-123页 |
| 6.1 全文总结 | 第120-121页 |
| 6.2 研究展望 | 第121-123页 |
| 致谢 | 第123-125页 |
| 参考文献 | 第125-136页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第136页 |
| 1发表的学术论文 | 第136页 |
| 2申请的发明专利 | 第136页 |