数控系统运动平滑处理、伺服控制及轮廓控制技术研究
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摘要
开放式高性能数控系统的研究不仅要使数控系统体系结构开放，更重要的是要结合计算机技术、自动控制技术、机械加工的最新技术，实现高速度、高精度、高可靠性的数控加工，将数控机床的加工质量、功能、可靠性提高到一个新的水平。论文针对开放式、高性能数控系统发展需要，对数控系统的几个主要关键技术-加减速控制、曲线插补方法、伺服控制、轮廓控制进行了深入研究。
高精度CNC系统中要求对机床进行平滑的运动控制。在分析常用加减速方法特性基础上，提出一种避免产生加加速度j阶跃的加减速方法，称为基于j控制的新加减速方法，详细分析了该加减速方法的轮廓运动控制方程。该方法使加减速运动更加平滑，减小了机床振动与冲击。
对于复杂型面零件的高速、高精度数控加工，线性插补存在明显不足。论文深入研究了NURBS曲线插补，并结合提出的CNC系统中进给速度的自适应控制方法，在满足加减速特性、最大轮廓误差、最大向心加速度约束的基础上，可获得尽量高而且平滑的进给速度。
进给伺服系统的性能直接影响和决定CNC系统的快速性、稳定性和准确性。论文在对位置控制器中PID控制性能以及前馈控制性能进行深入分析的基础上，设计了一个非线性PID位置控制器来提高伺服系统跟随性能。该控制器使系统的响应加快，提高了跟随精度。
论文分析了电气扰动对进给伺服系统精度的影响，设计了一种电气扰动(如漂移、电压波动等扰动)观测与补偿器，将电气扰动观测出并补偿到位置控制器的输出中，提高了伺服系统的跟踪精度和抗干扰能力。
数控机床系统的轮廓加工轨迹是多轴协调运动的合成结果，针对多轴高精度复杂型面零件数控加工需要，提出了一种基于NURBS插补器的简单实用的多轴交叉耦合控制方法，该方法显著减小了轮廓误差，提高了轮廓精度。
论文分析了轮廓误差产生的根源，主要针对机床各轴动态特性不一致、位置环增益不匹配、正交轴垂直度误差进行分析并提出了一种补偿控制方法，进行了误差补偿实验。
在上述关于运动平滑处理、伺服控制、轮廓控制方法论述的基础上，论文最后采用“PC机内嵌入运动控制器”的开放式体系结构搭建了一个数控实验平台，并进行了加减速控制实验、伺服控制实验、交叉耦合控制实验，验证了所研究方法的有效性。
The open-architecture and high-performance CNC system not only has flexible configuration , but also should machine with high federate, high precision and high reliability using the new computer technology, automation and machining technology. In the thesis several key technologies, such as Acceleration /Deceleration control, curve interpolation, servo control and contour control are researched in details aimed at the development of high-performance CNC system.
A new Acc/Dec approach in which the jerk is planned by Trapezoidal ACC/DEC is put forward in the thesis, improving contouring accuracy and reducing the impact on machine greatly. And the contour motion control equation of this approach is developed in details.
After analyzing the weakness of the linear interpolation approach aimed at the complex profile parts' high speed and high accuracy CNC machining, the NURBS curve interpolation algorithm and the feed rate controll self-adaptively approach are researched in the thesis, which can achieve high and smooth feed motion on the basis of meeting the need of Acc/Dec rule, contouring error limitation and maximal centripetal acceleration.
The rapidity, stability and accuracy of CNC system are determined by the servo system. A nonlinear PID controller is developed to enhance the servosystem accuracy on the basis of analyzing PID controller and feedforward control in details.
After analyzing the influence of electric disturbance on servo system precision, a electric disturbance observation and compensator is developed to minish track error and enhance the system accuracy. The simulation results reveal the electric disturbance observation and compensator could enhance the interference rejection performance greatly.
After analyzing the weakness of the conventional machine contour control scheme, a multi-axis cross-coupled control approach based on NURBS curve interpolator is put forward in the thesis aimed at the demand of complex profile
高精度CNC系统中要求对机床进行平滑的运动控制。在分析常用加减速方法特性基础上，提出一种避免产生加加速度j阶跃的加减速方法，称为基于j控制的新加减速方法，详细分析了该加减速方法的轮廓运动控制方程。该方法使加减速运动更加平滑，减小了机床振动与冲击。
对于复杂型面零件的高速、高精度数控加工，线性插补存在明显不足。论文深入研究了NURBS曲线插补，并结合提出的CNC系统中进给速度的自适应控制方法，在满足加减速特性、最大轮廓误差、最大向心加速度约束的基础上，可获得尽量高而且平滑的进给速度。
进给伺服系统的性能直接影响和决定CNC系统的快速性、稳定性和准确性。论文在对位置控制器中PID控制性能以及前馈控制性能进行深入分析的基础上，设计了一个非线性PID位置控制器来提高伺服系统跟随性能。该控制器使系统的响应加快，提高了跟随精度。
论文分析了电气扰动对进给伺服系统精度的影响，设计了一种电气扰动(如漂移、电压波动等扰动)观测与补偿器，将电气扰动观测出并补偿到位置控制器的输出中，提高了伺服系统的跟踪精度和抗干扰能力。
数控机床系统的轮廓加工轨迹是多轴协调运动的合成结果，针对多轴高精度复杂型面零件数控加工需要，提出了一种基于NURBS插补器的简单实用的多轴交叉耦合控制方法，该方法显著减小了轮廓误差，提高了轮廓精度。
论文分析了轮廓误差产生的根源，主要针对机床各轴动态特性不一致、位置环增益不匹配、正交轴垂直度误差进行分析并提出了一种补偿控制方法，进行了误差补偿实验。
在上述关于运动平滑处理、伺服控制、轮廓控制方法论述的基础上，论文最后采用“PC机内嵌入运动控制器”的开放式体系结构搭建了一个数控实验平台，并进行了加减速控制实验、伺服控制实验、交叉耦合控制实验，验证了所研究方法的有效性。
The open-architecture and high-performance CNC system not only has flexible configuration , but also should machine with high federate, high precision and high reliability using the new computer technology, automation and machining technology. In the thesis several key technologies, such as Acceleration /Deceleration control, curve interpolation, servo control and contour control are researched in details aimed at the development of high-performance CNC system.
A new Acc/Dec approach in which the jerk is planned by Trapezoidal ACC/DEC is put forward in the thesis, improving contouring accuracy and reducing the impact on machine greatly. And the contour motion control equation of this approach is developed in details.
After analyzing the weakness of the linear interpolation approach aimed at the complex profile parts' high speed and high accuracy CNC machining, the NURBS curve interpolation algorithm and the feed rate controll self-adaptively approach are researched in the thesis, which can achieve high and smooth feed motion on the basis of meeting the need of Acc/Dec rule, contouring error limitation and maximal centripetal acceleration.
The rapidity, stability and accuracy of CNC system are determined by the servo system. A nonlinear PID controller is developed to enhance the servosystem accuracy on the basis of analyzing PID controller and feedforward control in details.
After analyzing the influence of electric disturbance on servo system precision, a electric disturbance observation and compensator is developed to minish track error and enhance the system accuracy. The simulation results reveal the electric disturbance observation and compensator could enhance the interference rejection performance greatly.
After analyzing the weakness of the conventional machine contour control scheme, a multi-axis cross-coupled control approach based on NURBS curve interpolator is put forward in the thesis aimed at the demand of complex profile
引文
[1] Pritschow, Altintas, Jovane. Open controller architecture-Past, present and future. CIRP Annals- Manufacturing Technology, 2001,50(2):463-470.
[2] Yang, Park. A study on an open architecture CNC system with a NURBS interpolator for WEDM. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2002,19(9): 664-668.
[3] Asato, Kato, Porto. Analysis of open CNC architecture for machine tools. Revista Brasileirade Ciencias Mecanicas, 2002,24(3):208-212.
[4] 石宏，蔡光起，史家顺．开放式数控系统的现状与发展．机械制造，2005，43(490)：18-21．
[5] 周祖德，魏仁选，陈幼平．开放式控制系统的现状、趋势与对策．中国机械工程，1999，10(10)：1090-1093．
[6] 郇极，尹旭峰．基于数字伺服现场总线技术的开放式数控系统．中国机械工程，1999，10(10)：1132-1134．
[7] 周惠兴，王先逵．衍生式计算机数控系统．中国机械工程，1998，9(5)：17-19．
[8] 张承瑞，吴俊卿，李剑峰．嵌入式Linux在数控系统中的应用．制造业自动化，2003，25(2)：29-32．
[9] 张明亮，解旭辉，李圣怡．开放式数控体系结构的初步研究．中国机械工程，2001，12(11)：1242-1245．
[10] 游有鹏．开放式数控系统关键技术研究：(博士学位论文)．南京航空航天大学，2001．
[11] 毕留刚，王隆太．网络化数控系统的研究和开发．中国制造业信息化，2006，35(1)：57-61．
[12] Gao Junli, Li Di, Zheng Shixiong. Open computerized numerical control system with module architecture. Huanan Ligong Daxue Xuebao, 2005,33(6):36-40.
[13] Erol, Altintas, Ito. Open system architecture modular tool kit for motion and machining process control. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2000,5(3): 281-291.
[14] 郭新贵，李从心．S曲线加减速方法研究．机床与液压，2002，5：60-62．
[15] H. Inaba. Method and Apparatus for Controlling the Acceleration and Deceleration of a Movable Element without Abrupt Changes inMotion. U.S. Patent 4 555 758, 1985,26.
[16] D.S. Khalsa. High performance motion control trajectory commands based on the convolution integral and digital filtering. Proc. Intelligent Motion Conf., 1990,10: 54-61.
[17] 韩鸿鸾．椭圆插补原理存在的缺陷．机械制造与研究，2006，35(3)：65-67．
[18] D.C.H. Yang, T. Kong. Parametric interpolator versus linear interpolator for precision CNC machining. Computer-Aided Design, 1994,26(3):225-233.
[19] 陈金成．多轴联动高性能数控加工的运动优化与复杂轨迹实时控制策略研究：(博士学位论文)．上海交通大学，2002．
[20] M. Shpitalni,Y. Koren. Real-time curve interpolators. Computer Aided Design, 1994,26(11):832-838.
[21] Hace, Ales, Jezernik. The open CNC controller for a cutting machine. Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology, 2003,2:1231-1236.
[22] 郑子文．超精密机床伺服控制技术研究：(博士学位论文)．国防科学技术大学，2001．
[23] Ibrahim, Abdel-Azim S. Nonlinear PID controller design using fuzzy logic. Proceedings of the Mediterranean Electrotechnical Conference-MELECON, 2002, 1:595-599.
[24] Feng. MIMO nonlinear PID predictive controller. IEE Proceedings: Control Theory and Applications, 2002, 149(3): 203-208.
[25] Han, Luo. Nonlinear PID controller based on genetic tuning algorithm. Kongzhi yu Juece/Control and Decision, 2005, 20(4):448-450.
[26] 黄卉，程顺，李泽蓉．机床数控化改造中电磁兼容性问题探讨．机床与液压，2004，7：170-171．
[27] Kim, Euntai. Output feedback tracking control of MIMO systems using a fuzzy disturbance observer and its application to the speed control of a PM synchronous motor. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 2005, 13(6): 725-741.
[28] Ryoo, Jung Rae. Robust disturbance observer for the track-following control system of an optical disk drive. Control Engineering Practice, 2004, 12(5): 577-585.
[29] Q. Zhong, Y. Shi, J. Mo. A Linear Cross-Coupled Control System for High-Speed Machining. Int J Adv Manuf Technol, 2002, 19(8):558-563.
[30] 王广炎，张润孝，帅梅等．数控机床的轮廓误差的控制．机床与液压，1999，6：59-61．
[31] Guiquan Chen, Jingxia Yuan. A displacement measurement approach for machine geometric error assessment. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2001,41:149-161.
[32] 任永强，杨建国，刘国良等．数控机床误差的圆轨迹运动激光非接触测量新方法．世界制造技术与装备市场，2004，4：61-64．
[33] 洪迈生，苏恒，熊诗波等．数控机床运动误差检测技术．组合机床与自动化加工技术，2002，1：18-23．
[34] 马锡琪，邓晓京，赵建伟．NC机床运动误差的矢量分析法．制造技术与机床，1997，4：27-30．
[35] 张虎，周云飞，唐小琦．基于激光干涉仪的数控机床运动误差识别与补偿．中国机械工程，2002，13(21)：1838-1841．
[36] 贾敏忠，詹友基．机床几何误差和运动误差及其误差补偿技术．机电技术，2004，2：77-80．
[37] 王世寰，王永章，付云忠．基于DOS/Windows系列平台数控系统实时控制的研究．测控技术，2003，22(3)：29-31．
[38] 赵国勇，赵玉刚，赵福令．基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究．大连理工大学学报，2005，45(1)：75-78．
[39] 谭峰，李虹霞，李诚人．基于μC/OS-Ⅱ的开放式数控系统研究．机械与电子，2004，12：3-6．
[40] Hardwick, Martin. On STEP-NC and the complexities of product data integration. Journal of Computing and Information Science in Engineering, 2004,4(1):60-67.
[41] Xu XW. Realization of STEP-NC enabled machining. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2006, 22(2):144-153.
[42] 许良元，桂贵生，彭丹丹．高速加工中加减速控制的研究．中国制造业信息化，2005，34(2)：124-126．
[43] 俞益飞，罗良玲，李瑞．自动加减速算法对数控加工误差的影响．机械工程与自动化，2005，5：31-33．
[44] 张莉彦．基于数据采样插补的加减速控制的研究．北京化工大学学报，2002，29(3)：91-93．
[45] 王仁德，赵春雨主编．机床数控技术．沈阳：东北大学出版社，2002．
[46] 郭新贵，李从心．一种新型柔性加减速算法．上海交通大学学报，2003，37(2)：205-207．
[47] 桂贵生，何庆．高速加工机理与关键技术的研究进展．农业机械学报，2004，35(4)：192-195．
[48] 陈金成，徐志明．机床沿曲线高速加工时的运动学与动力学特性分析．机械工程学报，2002，38(1)：31-34．
[49] (美)凯恩著．贾书惠译．动力学：理论与应用．北京：清华大学出版社，1988．
[50] Erkorkmaz, Altintas. High speed CNC system design Part Ⅰ: Jerk limited trajectory generation and quintic spline interpolation. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001,41(9): 1323-1345.
[51] Park, Jinho. Development of a real-time trajectory generator for NURBS interpolation based on the two-stage interpolation method. International Journal of Advanced Manufac-turing Technology, 2005,26(4):359-365.
[52] Yong, Tsehaw. A parametric interpolator with confined chord errors, acceleration and deceleration for NC machining. CAD Computer Aided Design, 2003,35(13): 1249-1259.
[53] Alintas, Erkormaz. Feedrate optimization for spline interpolation in high speed machine tools. CIRP Annals Manufacturing Technology, 2003,52(1): 297-302.
[54] Bahr g, Xiao X. A real-time scheme of cubic parametric curve interpolations for CNC systems. Computers in Industry, 2001,45(3): 309-317.
[55] Liu Xiaobing, Ahmad, Fahad. Adaptive interpolation scheme for NURBS curves with the integration of machining dynamics. International Journal of Machine Tools and Manufac-ture, 2005,45(4): 433-444.
[56] Lo C C. Feedback command generators for CNC machine tools. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 1997,119:587-592.
[57] Sung-Ho Nam, Min-Yang Yang. A study on a generalized parametric interpolator with real-time jerk-limited acceleration. Computer-Aided Design, 2004, 36(1):27-36.
[58] Marchenko Tikhon, Tae Jo Ko, NVRBS interpolator for constant material removal rate in open NC machine tools, International Journal of Machine Tools and Manufacturing 2004,44(2):237-245.
[59] 朱心雄．自由曲线曲面造型技术．北京：科学出版社，2000．
[60] 游有鹏，王珉，朱剑英．NURBS曲线高速高精度加工的插补控制．计算机辅助设计与图形学学报，2001，13(10)：943-947．
[61] Cheng CW, Tsai MC. Real-time variable feed rate NURBS curve interpolator for CNC machining. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2004,23(11):865-873.
[62] 黄翔，曾荣，岳伏军．NURBS插补技术在高速加工中的应用研究．南京航空航天大学学报，2002，34(1)：82-85．
[63] 李国龙，郭钢，徐宗俊．NURBS插补应用研究．制造技术与机床，2000，11：48-50．
[64] 卢京潮主编．自动控制原理．西安：西北工业大学出版社，2004．
[65] 耿丽荣，周凯．基于时间序列预测技术的数控机床轮廓误差实时补偿方法研究．制造技术与机床，2004，6：22-25．
[66] 白恩远主编．现代数控机床伺服及检测技术．北京：国防工业出版社，2005．
[67] 戴怡，周云飞，韩爱国等．高速高精运动控制器参数的优化设计．中国机械工程，2004，15(12)：1045-1048．
[68] 王润孝，秦现生主编．机床数控原理与系统．西安：西北工业大学出版社，1997．
[69] 富大伟，刘瑞素主编．数控系统．北京：化学工业出版社，2005．
[70] 盛贤君．复杂型面天线罩精密测量与修磨控制技术研究：(博士学位论文)．大连：大连理工大学，2003．
[71] Katebi, Moradi. Predictive PID controllers. IEE Proceedings: Control Theory and Applications, 2001,148(6):478-487.
[72] Ang KiamHeong, Chong Gregory. PID control system analysis, design, and technology. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2005,13(4):559-576.
[73] Burch, Randy. Maintaining PID loop controls. Hydrocarbon Engineering, 2004,9(4):61-65.
[74] Tsai, Chiu. Design and implementation of command and friction feedforward control for CNC motion controllers, IEE Proceedings: Control Theory and Applications, 2004, 151(1):13-20.
[75] 韩京清．从PID技术到“自抗扰控制”技术．控制工程，2002，9(3)：13-18．
[76] 朱玉堂，许力．变频器的电磁兼容及抑制．机电工程，2005，22(5)：40-43．
[77] Lu Y-S, Cheng C-M. Disturbance-observer-based repetitive control with sliding modes. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 2005,2:1360-1365.
[78] 董明晓，郑康平，王小椿等．交流位置伺服系统的H∞鲁棒控制研究．机械科学与技术，2004，23(5)：517-518．
[79] Zhu Hongdong. Control of the process with inverse response and dead-time based on disturbance observer. Proceedings of the American Control Conference, 2005,7:4826-4831.
[80] 刘亚东．开放式数控系统关键技术的研究与应用：(博士学位论文)．上海：上海交通大学，2002．
[81] 李圣怡，张云洲，张明亮等．交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制．制造技术与机床，2000，7：10-12．
[82] Koren Y. Cross-Coupled Biaxial Computer Control for Manufacturing System. Journal of Dynamic Systems Measurement and Control, 1980,102(4):265-272.
[83] Tsai, Yeh. The integrated linear and nonlinear motion control design for precise CNC machine tools. Proceedings of the IEEE International Conference on Control Applications, 2004,1:724-729.
[84] Yeh, Hsu. New approach to biaxial cross-coupled control. IEEE Conference on Control Applications-Proceedings, 2000,1:168-173.
[85] Syh-Sbiub Yeh, Pau-Lo Hsu. Estimation of the Contouring Error Vector for the Cross-Coupled Control Design. IEEE/ASME TRANSACTION ON MECHATRONICS, VOL. 7, NO. 1, MARCH 2002.
[86] Lin Faa-Jeng, Shieh Hsin-Jang. An adaptive recurrent-neural-network motion controller for X-Y table in CNC machine. IEEE Transactions on Cybernetics, 2006,36(2):286-299.
[87] 李宏胜．高速轮廓运动综合位置误差控制的研究．组合机床与自动化加工技术，2003，11：22-27．
[88] X. Ye, X. Chen. A Cross-Coupled Path Precompensation Algorithm for Rapid Prototype and manufacturing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology ,2002(20):39-43.
[89] 史文浩，刘鸿雁，赵兴文．数控机床交流伺服系统运动控制器的研究．机床与液压，2002，6：82-84．
[90] 蔡天作．数控机床中半闭环伺服系统性能的探讨．南昌大学学报，1999，21(4)：53-56．
[91] Zhao Guoyong, Xu Zhixiang, Zhao Fuling. Study on NURBS Curve Interpolator with Self-adaptive Feed Rate Control for CNC Machining. ISTM/2005 6th international symposium on test and measurement, volume 8.
[92] 郇极，马维民．数控机床动态轨迹误差的MATLAB仿真计算方法研究．北京航空航天大学学报，2003，29(4)：299-302．
[93] 刘学鹏，梅雪松，吴序堂．参数自调整Fuzzy-PID对数控机床进给系统的研究．机械科学与技术，2004，23(1)：40-42．
[94] 沈云波，刘建亭，李济顺等．平面正交光栅在数控机床误差测量中的应用．工具技术，2003，39(8)：48-51．
[95] W. Knapp. Circular test for three-coordinate measuring machines and maching tools. Precision Engineering, 1983(17):115-124.
[96] E.S. Lee. A Comprehensive Method for Calibration of Volumetric Positioning Accuracy on CNC Machines. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1998,14: 43-49.
[97] 王世寰．基于软件组件和实时动态链接库的开放式数控系统研究：(博士学位论文)．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2005．
[98] 江建鹏，洪迈生，曲征洪．数控机床运动精度的有效诊断．机械制造，2000，38(434)：47-49．
[99] 陈隆德，赵福令主编．互换性与测量技术基础．大连：大连理工大学出版社，1997．
[100] 所睿，范志军，李岩等．双频激光干涉仪技术现状与发展．激光与红外，2004，34(4)：251-253．
[101] 王树杰．方便快捷的数控机床检测仪器—QC10球杆仪．设备管理与维修，2005，10：26-27．
[102] 韩安太，刘峙飞主编．DSP控制器原理及其在运动控制系统中的应用．北京：清华大学出版社，2003．
[103] 张念淮，江浩．USB总线接口开发指南．北京：国防工业出版社，2001．
[104] 苏奎峰主编．TMS320F2812原理与开发．北京：电子工业出版社，2005．
[105] 李发海，王岩主编．电机与拖动基础．北京：清华大学出版社，1995．
[106] 李利主编．DSP原理及应用．北京：中国水利水电出版社，2004．
[107] Texas Instruments. TMS320F28x Optimizing C/C++ Compiler User's Guide. Texas Instruments, USA, 2003.
[108] 邬可军，朱铭锆主编．DSP实时多任务操作系统设计与实现．北京：电子工业出版社，2005．
[109] Zhang Jing, Schroff. High-Performance Micromotor Control Systems. IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference), 2003,1:347-352.
[110] W．Richard Stevens著．范建华译．TCP/IP详解，卷1：协议．北京：机械工业出版社，2004．
[111] S.K. Moon. Error Prediction and Compensation of Reconfigurable Machine Tool Using Screw Kinematics. Dissertation of PhD. The University of Michigan, 2002:9-32.
[112] R.G. HiIlaire. New Machining Strategies with Open Architecture Controllers. PhD. Dissertation, University of California, Berkeley, 2001:4-12.
[113] G. Kaufman. Soft Motion: PC-Based Motion Control through Software. Control Engineering, 2000,9:107-110.
[114] 张东亮．面向开放式数控系统的智能软件交流伺服系统研究与开发：(博士学位论文)．山东大学，2001．
[115] 李诚人主编．机床计算机数控．西安：西北工业大学出版社，1993．
[116] 金钰，胡佑德，李向春编．伺服系统设计指导．北京：北京理工大学出版社，2004．
[117] D.D.A. Renton. High Speed Servo Control of Multi-axis Machine Tools. McMaster University, 2000:101-124.
[2] Yang, Park. A study on an open architecture CNC system with a NURBS interpolator for WEDM. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2002,19(9): 664-668.
[3] Asato, Kato, Porto. Analysis of open CNC architecture for machine tools. Revista Brasileirade Ciencias Mecanicas, 2002,24(3):208-212.
[4] 石宏，蔡光起，史家顺．开放式数控系统的现状与发展．机械制造，2005，43(490)：18-21．
[5] 周祖德，魏仁选，陈幼平．开放式控制系统的现状、趋势与对策．中国机械工程，1999，10(10)：1090-1093．
[6] 郇极，尹旭峰．基于数字伺服现场总线技术的开放式数控系统．中国机械工程，1999，10(10)：1132-1134．
[7] 周惠兴，王先逵．衍生式计算机数控系统．中国机械工程，1998，9(5)：17-19．
[8] 张承瑞，吴俊卿，李剑峰．嵌入式Linux在数控系统中的应用．制造业自动化，2003，25(2)：29-32．
[9] 张明亮，解旭辉，李圣怡．开放式数控体系结构的初步研究．中国机械工程，2001，12(11)：1242-1245．
[10] 游有鹏．开放式数控系统关键技术研究：(博士学位论文)．南京航空航天大学，2001．
[11] 毕留刚，王隆太．网络化数控系统的研究和开发．中国制造业信息化，2006，35(1)：57-61．
[12] Gao Junli, Li Di, Zheng Shixiong. Open computerized numerical control system with module architecture. Huanan Ligong Daxue Xuebao, 2005,33(6):36-40.
[13] Erol, Altintas, Ito. Open system architecture modular tool kit for motion and machining process control. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2000,5(3): 281-291.
[14] 郭新贵，李从心．S曲线加减速方法研究．机床与液压，2002，5：60-62．
[15] H. Inaba. Method and Apparatus for Controlling the Acceleration and Deceleration of a Movable Element without Abrupt Changes inMotion. U.S. Patent 4 555 758, 1985,26.
[16] D.S. Khalsa. High performance motion control trajectory commands based on the convolution integral and digital filtering. Proc. Intelligent Motion Conf., 1990,10: 54-61.
[17] 韩鸿鸾．椭圆插补原理存在的缺陷．机械制造与研究，2006，35(3)：65-67．
[18] D.C.H. Yang, T. Kong. Parametric interpolator versus linear interpolator for precision CNC machining. Computer-Aided Design, 1994,26(3):225-233.
[19] 陈金成．多轴联动高性能数控加工的运动优化与复杂轨迹实时控制策略研究：(博士学位论文)．上海交通大学，2002．
[20] M. Shpitalni,Y. Koren. Real-time curve interpolators. Computer Aided Design, 1994,26(11):832-838.
[21] Hace, Ales, Jezernik. The open CNC controller for a cutting machine. Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology, 2003,2:1231-1236.
[22] 郑子文．超精密机床伺服控制技术研究：(博士学位论文)．国防科学技术大学，2001．
[23] Ibrahim, Abdel-Azim S. Nonlinear PID controller design using fuzzy logic. Proceedings of the Mediterranean Electrotechnical Conference-MELECON, 2002, 1:595-599.
[24] Feng. MIMO nonlinear PID predictive controller. IEE Proceedings: Control Theory and Applications, 2002, 149(3): 203-208.
[25] Han, Luo. Nonlinear PID controller based on genetic tuning algorithm. Kongzhi yu Juece/Control and Decision, 2005, 20(4):448-450.
[26] 黄卉，程顺，李泽蓉．机床数控化改造中电磁兼容性问题探讨．机床与液压，2004，7：170-171．
[27] Kim, Euntai. Output feedback tracking control of MIMO systems using a fuzzy disturbance observer and its application to the speed control of a PM synchronous motor. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 2005, 13(6): 725-741.
[28] Ryoo, Jung Rae. Robust disturbance observer for the track-following control system of an optical disk drive. Control Engineering Practice, 2004, 12(5): 577-585.
[29] Q. Zhong, Y. Shi, J. Mo. A Linear Cross-Coupled Control System for High-Speed Machining. Int J Adv Manuf Technol, 2002, 19(8):558-563.
[30] 王广炎，张润孝，帅梅等．数控机床的轮廓误差的控制．机床与液压，1999，6：59-61．
[31] Guiquan Chen, Jingxia Yuan. A displacement measurement approach for machine geometric error assessment. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2001,41:149-161.
[32] 任永强，杨建国，刘国良等．数控机床误差的圆轨迹运动激光非接触测量新方法．世界制造技术与装备市场，2004，4：61-64．
[33] 洪迈生，苏恒，熊诗波等．数控机床运动误差检测技术．组合机床与自动化加工技术，2002，1：18-23．
[34] 马锡琪，邓晓京，赵建伟．NC机床运动误差的矢量分析法．制造技术与机床，1997，4：27-30．
[35] 张虎，周云飞，唐小琦．基于激光干涉仪的数控机床运动误差识别与补偿．中国机械工程，2002，13(21)：1838-1841．
[36] 贾敏忠，詹友基．机床几何误差和运动误差及其误差补偿技术．机电技术，2004，2：77-80．
[37] 王世寰，王永章，付云忠．基于DOS/Windows系列平台数控系统实时控制的研究．测控技术，2003，22(3)：29-31．
[38] 赵国勇，赵玉刚，赵福令．基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究．大连理工大学学报，2005，45(1)：75-78．
[39] 谭峰，李虹霞，李诚人．基于μC/OS-Ⅱ的开放式数控系统研究．机械与电子，2004，12：3-6．
[40] Hardwick, Martin. On STEP-NC and the complexities of product data integration. Journal of Computing and Information Science in Engineering, 2004,4(1):60-67.
[41] Xu XW. Realization of STEP-NC enabled machining. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2006, 22(2):144-153.
[42] 许良元，桂贵生，彭丹丹．高速加工中加减速控制的研究．中国制造业信息化，2005，34(2)：124-126．
[43] 俞益飞，罗良玲，李瑞．自动加减速算法对数控加工误差的影响．机械工程与自动化，2005，5：31-33．
[44] 张莉彦．基于数据采样插补的加减速控制的研究．北京化工大学学报，2002，29(3)：91-93．
[45] 王仁德，赵春雨主编．机床数控技术．沈阳：东北大学出版社，2002．
[46] 郭新贵，李从心．一种新型柔性加减速算法．上海交通大学学报，2003，37(2)：205-207．
[47] 桂贵生，何庆．高速加工机理与关键技术的研究进展．农业机械学报，2004，35(4)：192-195．
[48] 陈金成，徐志明．机床沿曲线高速加工时的运动学与动力学特性分析．机械工程学报，2002，38(1)：31-34．
[49] (美)凯恩著．贾书惠译．动力学：理论与应用．北京：清华大学出版社，1988．
[50] Erkorkmaz, Altintas. High speed CNC system design Part Ⅰ: Jerk limited trajectory generation and quintic spline interpolation. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001,41(9): 1323-1345.
[51] Park, Jinho. Development of a real-time trajectory generator for NURBS interpolation based on the two-stage interpolation method. International Journal of Advanced Manufac-turing Technology, 2005,26(4):359-365.
[52] Yong, Tsehaw. A parametric interpolator with confined chord errors, acceleration and deceleration for NC machining. CAD Computer Aided Design, 2003,35(13): 1249-1259.
[53] Alintas, Erkormaz. Feedrate optimization for spline interpolation in high speed machine tools. CIRP Annals Manufacturing Technology, 2003,52(1): 297-302.
[54] Bahr g, Xiao X. A real-time scheme of cubic parametric curve interpolations for CNC systems. Computers in Industry, 2001,45(3): 309-317.
[55] Liu Xiaobing, Ahmad, Fahad. Adaptive interpolation scheme for NURBS curves with the integration of machining dynamics. International Journal of Machine Tools and Manufac-ture, 2005,45(4): 433-444.
[56] Lo C C. Feedback command generators for CNC machine tools. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 1997,119:587-592.
[57] Sung-Ho Nam, Min-Yang Yang. A study on a generalized parametric interpolator with real-time jerk-limited acceleration. Computer-Aided Design, 2004, 36(1):27-36.
[58] Marchenko Tikhon, Tae Jo Ko, NVRBS interpolator for constant material removal rate in open NC machine tools, International Journal of Machine Tools and Manufacturing 2004,44(2):237-245.
[59] 朱心雄．自由曲线曲面造型技术．北京：科学出版社，2000．
[60] 游有鹏，王珉，朱剑英．NURBS曲线高速高精度加工的插补控制．计算机辅助设计与图形学学报，2001，13(10)：943-947．
[61] Cheng CW, Tsai MC. Real-time variable feed rate NURBS curve interpolator for CNC machining. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2004,23(11):865-873.
[62] 黄翔，曾荣，岳伏军．NURBS插补技术在高速加工中的应用研究．南京航空航天大学学报，2002，34(1)：82-85．
[63] 李国龙，郭钢，徐宗俊．NURBS插补应用研究．制造技术与机床，2000，11：48-50．
[64] 卢京潮主编．自动控制原理．西安：西北工业大学出版社，2004．
[65] 耿丽荣，周凯．基于时间序列预测技术的数控机床轮廓误差实时补偿方法研究．制造技术与机床，2004，6：22-25．
[66] 白恩远主编．现代数控机床伺服及检测技术．北京：国防工业出版社，2005．
[67] 戴怡，周云飞，韩爱国等．高速高精运动控制器参数的优化设计．中国机械工程，2004，15(12)：1045-1048．
[68] 王润孝，秦现生主编．机床数控原理与系统．西安：西北工业大学出版社，1997．
[69] 富大伟，刘瑞素主编．数控系统．北京：化学工业出版社，2005．
[70] 盛贤君．复杂型面天线罩精密测量与修磨控制技术研究：(博士学位论文)．大连：大连理工大学，2003．
[71] Katebi, Moradi. Predictive PID controllers. IEE Proceedings: Control Theory and Applications, 2001,148(6):478-487.
[72] Ang KiamHeong, Chong Gregory. PID control system analysis, design, and technology. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2005,13(4):559-576.
[73] Burch, Randy. Maintaining PID loop controls. Hydrocarbon Engineering, 2004,9(4):61-65.
[74] Tsai, Chiu. Design and implementation of command and friction feedforward control for CNC motion controllers, IEE Proceedings: Control Theory and Applications, 2004, 151(1):13-20.
[75] 韩京清．从PID技术到“自抗扰控制”技术．控制工程，2002，9(3)：13-18．
[76] 朱玉堂，许力．变频器的电磁兼容及抑制．机电工程，2005，22(5)：40-43．
[77] Lu Y-S, Cheng C-M. Disturbance-observer-based repetitive control with sliding modes. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 2005,2:1360-1365.
[78] 董明晓，郑康平，王小椿等．交流位置伺服系统的H∞鲁棒控制研究．机械科学与技术，2004，23(5)：517-518．
[79] Zhu Hongdong. Control of the process with inverse response and dead-time based on disturbance observer. Proceedings of the American Control Conference, 2005,7:4826-4831.
[80] 刘亚东．开放式数控系统关键技术的研究与应用：(博士学位论文)．上海：上海交通大学，2002．
[81] 李圣怡，张云洲，张明亮等．交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制．制造技术与机床，2000，7：10-12．
[82] Koren Y. Cross-Coupled Biaxial Computer Control for Manufacturing System. Journal of Dynamic Systems Measurement and Control, 1980,102(4):265-272.
[83] Tsai, Yeh. The integrated linear and nonlinear motion control design for precise CNC machine tools. Proceedings of the IEEE International Conference on Control Applications, 2004,1:724-729.
[84] Yeh, Hsu. New approach to biaxial cross-coupled control. IEEE Conference on Control Applications-Proceedings, 2000,1:168-173.
[85] Syh-Sbiub Yeh, Pau-Lo Hsu. Estimation of the Contouring Error Vector for the Cross-Coupled Control Design. IEEE/ASME TRANSACTION ON MECHATRONICS, VOL. 7, NO. 1, MARCH 2002.
[86] Lin Faa-Jeng, Shieh Hsin-Jang. An adaptive recurrent-neural-network motion controller for X-Y table in CNC machine. IEEE Transactions on Cybernetics, 2006,36(2):286-299.
[87] 李宏胜．高速轮廓运动综合位置误差控制的研究．组合机床与自动化加工技术，2003，11：22-27．
[88] X. Ye, X. Chen. A Cross-Coupled Path Precompensation Algorithm for Rapid Prototype and manufacturing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology ,2002(20):39-43.
[89] 史文浩，刘鸿雁，赵兴文．数控机床交流伺服系统运动控制器的研究．机床与液压，2002，6：82-84．
[90] 蔡天作．数控机床中半闭环伺服系统性能的探讨．南昌大学学报，1999，21(4)：53-56．
[91] Zhao Guoyong, Xu Zhixiang, Zhao Fuling. Study on NURBS Curve Interpolator with Self-adaptive Feed Rate Control for CNC Machining. ISTM/2005 6th international symposium on test and measurement, volume 8.
[92] 郇极，马维民．数控机床动态轨迹误差的MATLAB仿真计算方法研究．北京航空航天大学学报，2003，29(4)：299-302．
[93] 刘学鹏，梅雪松，吴序堂．参数自调整Fuzzy-PID对数控机床进给系统的研究．机械科学与技术，2004，23(1)：40-42．
[94] 沈云波，刘建亭，李济顺等．平面正交光栅在数控机床误差测量中的应用．工具技术，2003，39(8)：48-51．
[95] W. Knapp. Circular test for three-coordinate measuring machines and maching tools. Precision Engineering, 1983(17):115-124.
[96] E.S. Lee. A Comprehensive Method for Calibration of Volumetric Positioning Accuracy on CNC Machines. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1998,14: 43-49.
[97] 王世寰．基于软件组件和实时动态链接库的开放式数控系统研究：(博士学位论文)．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2005．
[98] 江建鹏，洪迈生，曲征洪．数控机床运动精度的有效诊断．机械制造，2000，38(434)：47-49．
[99] 陈隆德，赵福令主编．互换性与测量技术基础．大连：大连理工大学出版社，1997．
[100] 所睿，范志军，李岩等．双频激光干涉仪技术现状与发展．激光与红外，2004，34(4)：251-253．
[101] 王树杰．方便快捷的数控机床检测仪器—QC10球杆仪．设备管理与维修，2005，10：26-27．
[102] 韩安太，刘峙飞主编．DSP控制器原理及其在运动控制系统中的应用．北京：清华大学出版社，2003．
[103] 张念淮，江浩．USB总线接口开发指南．北京：国防工业出版社，2001．
[104] 苏奎峰主编．TMS320F2812原理与开发．北京：电子工业出版社，2005．
[105] 李发海，王岩主编．电机与拖动基础．北京：清华大学出版社，1995．
[106] 李利主编．DSP原理及应用．北京：中国水利水电出版社，2004．
[107] Texas Instruments. TMS320F28x Optimizing C/C++ Compiler User's Guide. Texas Instruments, USA, 2003.
[108] 邬可军，朱铭锆主编．DSP实时多任务操作系统设计与实现．北京：电子工业出版社，2005．
[109] Zhang Jing, Schroff. High-Performance Micromotor Control Systems. IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference), 2003,1:347-352.
[110] W．Richard Stevens著．范建华译．TCP/IP详解，卷1：协议．北京：机械工业出版社，2004．
[111] S.K. Moon. Error Prediction and Compensation of Reconfigurable Machine Tool Using Screw Kinematics. Dissertation of PhD. The University of Michigan, 2002:9-32.
[112] R.G. HiIlaire. New Machining Strategies with Open Architecture Controllers. PhD. Dissertation, University of California, Berkeley, 2001:4-12.
[113] G. Kaufman. Soft Motion: PC-Based Motion Control through Software. Control Engineering, 2000,9:107-110.
[114] 张东亮．面向开放式数控系统的智能软件交流伺服系统研究与开发：(博士学位论文)．山东大学，2001．
[115] 李诚人主编．机床计算机数控．西安：西北工业大学出版社，1993．
[116] 金钰，胡佑德，李向春编．伺服系统设计指导．北京：北京理工大学出版社，2004．
[117] D.D.A. Renton. High Speed Servo Control of Multi-axis Machine Tools. McMaster University, 2000:101-124.