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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN109877628B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2023-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：201910245885.4，技术领域涉及：B23Q5/22；该发明授权一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法是由朱志伟;纪宇阳;陈栎;卞雷祥;李云峰;周荣晶设计研发完成，并于2019-03-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法在说明书摘要公布了：发明公开一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法，包括压电驱动装置、洛伦兹力驱动装置、基体、柔性导向机构、装刀平台和位移传感器，压电驱动装置和洛伦兹力驱动装置设置于基体上，洛伦兹力驱动装置连接于压电驱动装置的后端，装刀平台固定于压电驱动装置的前端，压电驱动装置通过其两侧的柔性导向机构与基体连接，位移传感器用于测量所述刀具的位移，所述控制方法包括音圈电机开环控制及压电驱动闭环补偿控制，本发明兼具洛伦兹力驱动大行程优点及压电驱动高频响、亚纳米运动分辨率优点，以高频响压电补偿系统响应速率，实现刀具运动轨迹的快速、超精密跟踪，可极大拓展FTS系统切削能力。

本发明授权一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置及其控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于混合驱动的大行程刀具伺服装置的控制方法，所述装置包括压电驱动装置、洛伦兹力驱动装置、基体3、柔性导向机构7、装刀平台8和位移传感器4，所述压电驱动装置和洛伦兹力驱动装置设置于所述基体3上，所述洛伦兹力驱动装置连接于所述压电驱动装置的后端，所述装刀平台8固定于压电驱动装置的前端，所述压电驱动装置通过其两侧的柔性导向机构7与所述基体3连接，所述装刀平台8用于安装刀具，所述位移传感器4用于测量所述刀具的位移，所述洛伦兹力驱动装置是音圈电机2；其特征在于，所述控制方法包括音圈电机VCM开环控制及压电驱动PEA闭环补偿控制，所述音圈电机开环控制的控制过程包括：步骤1.1，根据音圈电机的结构求得音圈电机驱动装置的动力学方程： 其中，Mp为PEA驱动装置相对洛伦兹力驱动的等效运动质量；MV为VCM驱动装置相对洛伦兹力驱动的等效运动质量；cV为VCM驱动装置的等效阻尼系数；为VCM驱动装置的输入刚度；yt为时域内的刀具位移；FLt为时域内大行程刀具伺服装置的驱动力；步骤1.2，对所述动力学方程进行Laplace变换得到音圈电机的传递函数从而确定音圈电机的阶数， 其中，PVs为VCM驱动装置的实际模型；Ys为频域内的刀具位移；Vms为频域内施加在VCM上的电压；n为线圈匝数；B为作用于线圈空隙的磁场强度；l为每匝线圈有效作用长度；Lm为驱动线圈等效电感；Rm为驱动线圈等效电阻；Kmvs为反电磁力常数；Ts为频域内大行程刀具伺服装置的驱动力；s为复数变量，对应于时域内的变量t；步骤1.3，以伺服装置的输入信号Rs和开环控制系统辨识获得的名义模型的逆引入自由度大于等于的自由度的低通滤波器Qs， 其中：τf＝2πfc-1，fc为低通滤波器截止频率；步骤1.4，将作用于所述音圈电机驱动线圈，实现轨迹开环跟踪；所述压电驱动闭环补偿的控制过程包括：步骤2.1，得到伺服装置的输入电压信号Rs与Ys的差作为闭环补偿系统运动误差Es，步骤2.2，将该运动误差Es输入到控制器Cs中并考虑外部干扰ds的影响计算获得PEA驱动装置的实际模型PPs，并输出于压电驱动器，实现压电驱动对系统运动的跟踪补偿，其中： ρk为权重系数；ε＞0为控制器参数； K＝KaRPRa+RP-17τ＝RaRPCPRa+RP-18PPs为PEA驱动装置的实际模型；Xs为PEA驱动装置输出位移；Vcs为频域内施加在PEA上的电压；nP为压电堆叠层数；d33为压电常数4.6×10-10；kP为PEA刚度；AP为放大比；Ka为压电功率放大器的放大系数；RP为PEA的等效电阻；Ra为压电功率放大器的等效电阻；CP为PEA的等效电容；MB为桥式柔性机构的等效运动质量；cB为桥式柔性机构的阻尼系数；为压电驱动装置的输入刚度。

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