静压中心架是重型数控卧式镗车床的重要组成部件,其性能的优劣直接影响重型数控卧式镗车床的加工质量和运行效率,而如何提高静压中心架油膜刚度是改善静压中心架性能的关键。由于静压中心架油膜刚度依赖于油腔供油系统的性能,因此在研制性能优良的静压中心架过程中,高性能的电液伺服供油系统的研究尤为重要。本文以新型静压中心架为工程背景,深入研究静压中心架油膜刚度控制策略,开发一种油膜主动控制系统并设计合理高效的控制器,其主要研究内容如下:分析静压轴承的不同供油方式,并设计一种新型电液伺服恒流供油静压中心架,建立油腔油膜厚度和油膜刚度之间的数学模型,以重型数控卧式镗车床HT630×200/350-NC中心架为研究对象,分析静压中心架油膜刚度的影响因素。基于油膜特性影响因素分析,首先提出油腔流量可控的主动控制方案,选择电液位置伺服系统作为可控油腔流量调节机构,采用四组可控油腔调节和控制油膜厚度,实现工件的期望位姿;接着建立电液伺服供油系统的数学模型及可控油腔流量模型,分析模型参数对系统性能的影响;最后采用伪随机信号作为激励信号发生器,对双通道油膜控制系统进行了闭环辨识试验。为下一步静压中心架油膜主动控制系统的研究与实验分析奠定了基础。为满足静压中心架油膜控制电液伺服系统对控制策略的要求,提出两级自校正模糊PID控制的复合控制策略。设计两级自校正模糊PID控制器,建立油膜控制策略仿真模型,对其进行仿真研究和分析。仿真结果表明,该控制器响应速度快,鲁棒性好,大大提高系统控制性能。提出静压中心架油膜控制电液伺服系统的模糊滑模变结构控制策略,利用模糊控制系统来逼近等效控制,解决因外界干扰与参数不确定性的存在使得滑模等效控制律无法直接获得的问题。设计基于模糊控制增益动态调节的切换控制器有效抑制滑模变结构控制存在的抖振。仿真结果表明,该控制器不但能有效地抑制抖振、减小稳态误差,而且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。设计并搭建静压中心架油膜控制半实物仿真实验台,基于快速原型化及MATLAB RTWT(实时视窗目标)技术设计半实物仿真模型,实现油膜厚度位置闭环控制。在半实物仿真环境下,进行双通道油膜控制策略半实物仿真实验研究。实验结果证明两级自校正模糊PID复合控制器和模糊滑模变结构控制器提高了系统的抗干扰能力,具有较好的快速性和稳定性,满足设计要求。该研究为静压中心架主动控制系统的研制提供了可靠的依据。