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超高速數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)是一門(mén)綜合技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用中還有許多問(wèn)題等待解決。這些問(wèn)題包括：高速機(jī)床的動(dòng)態(tài)、熱態(tài)特性，刀具材料、幾何形狀與耐用度的關(guān)系，高速機(jī)床刀具、工夾具及工藝參數(shù)，冷卻潤(rùn)滑、切屬排除和安全操作，CNC高速高精度控制系統(tǒng)等。

近來(lái)，航空工業(yè)總公司為了解決在航空領(lǐng)域中數(shù)控加工的綜合技術(shù)問(wèn)題，在北京航空工藝研究所成立了“數(shù)控制造技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”（LANCMT），將超高速數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)列為主要研究?jī)?nèi)容之一。

超高速數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)不但要求機(jī)床有極高的主軸速度，而且要求有很高的進(jìn)給速度和加速度、進(jìn)給速度一般大于30m/min，加速度達(dá)到1g。在滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式下其極限值約為60m/min和1g，而使用直線電動(dòng)機(jī)后可達(dá)到160m/min以上和2.5g以上，定位精度可高達(dá)0.5～0.05µm。采用快速、精密、高速度和耐用的直線電動(dòng)機(jī)，避免了滾珠絲杠（齒輪，齒條）傳動(dòng)中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛度不足等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸直接驅(qū)動(dòng)，可獲得一致公認(rèn)的高精度、高速度位移運(yùn)動(dòng)（在高速位移中的極高的定位精度和重復(fù)定位精度），并獲得極好的穩(wěn)定性。但要達(dá)到這些要求，必須有高性能和高靈敏度的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

目前，全數(shù)字交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已作為產(chǎn)品得到較普遍應(yīng)用，它為伺服控制的高靈敏度及變結(jié)構(gòu)控制打下了基礎(chǔ)。用專用CPU進(jìn)行電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的全閉環(huán)控制，采用前饋控制，利用伺服跟蹤預(yù)測(cè)進(jìn)行前向補(bǔ)償以減少跟蹤誤差，加快了響應(yīng)速度，增加了非線性補(bǔ)償控制功能，補(bǔ)償了驅(qū)動(dòng)機(jī)械靜摩擦和粘性阻力產(chǎn)生的誤差；利用魯棒控制理論進(jìn)行自校正控制，克服了轉(zhuǎn)矩慣性及負(fù)載變化引起的誤差；在高速運(yùn)動(dòng)中為保證高定位精度，而應(yīng)用磁式高分辨率絕對(duì)位置編碼器，如每轉(zhuǎn)100萬(wàn)條刻線，分辨率0.01µm等先進(jìn)技術(shù)，為了達(dá)到高速加工中的響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)及高的定位精度等優(yōu)良性能，目前多采用一種變結(jié)構(gòu)的伺服控制方式。這種控制方式能夠在系統(tǒng)瞬態(tài)變化過(guò)程中改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而這種變化是由系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)所決定的。且這種系統(tǒng)具有對(duì)系統(tǒng)參數(shù)及外擾變化的不敏感性，并能夠改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，使系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地定位或跟蹤給定曲線。