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摘要
针对数控机床变频主轴同步带结构存在振动误差和非线性干扰问题，提出一种模态滤波器与改进补偿跟踪控制器的综合控制策略。通过辨识机床主轴同步带传动模态的基础上，建立了机械系统的动力学模型和伺服控制模型，针对机械传动环节低频和高频模态对伺服控制带宽的影响，通过零极点对消原理设计相应的模态滤波器将传动系统引入的低阶模态进行抑制，根据系统的传递函数和极点分布设计相应的相位跟踪控制器并添加前馈补偿进行改进，改善伺服传动系统的响应速度。结果表明，由同步带自身模态特性引起的低阶模态是影响控制系统带宽的主要因素，通过设计的模态滤波器可以将伺服带宽由12 Hz提高到110 Hz,并且设计的综合控制策略与其他控制策略相比，可以将跟踪误差大幅度降低。
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