中文摘要：

非轴对称光学元件是目前广泛应用的微光学设备、光电及通讯产品的关键。这些元件表面形状复杂、精度高。金刚石超精密车削是加工非轴对称光学元件的有效方法，但要求驱动刀具的微进给系统频响达数kHz。压电陶瓷驱动由于迟滞、蠕变和共振频率低，严重影响高频工作性能，其频响在2kHz以下，难以满足上述要求。变磁阻正应力电磁驱动有望从根本上克服上述缺点，但需解决驱动力线性化、结构参数优化设计、高精度强抗扰控制器设计问题。本项申请提出采用组合驱动成倍提高驱动力，利用永磁体产生偏置磁通实现驱动力线性化，并通过解析计算和有限元分析，研究驱动机构磁路、机械、电气结构与参数的优化设计方法，从根本上提高了电磁驱动微进给机构的响应速度和高频工作性能。通过被控对象建模和闭环控制需求分析，建立了包含加速度前馈的精密自抗扰控制器结构和离散控制算法，并从时域和频域分析了控制器性能。研制出超高频响直线式微进给系统样机，对其进行综合性能试验。结果表明，所研制的超高频响微进给系统行程50μm，闭环带宽11kHz，跟踪精度±0.02μm，达到预定技术指标。本项目为非轴对称超精密车削提供关键理论和技术支持，具有重大技术意义和经济价值。