超声椭圆振动切削加工在难加工材料表面配置微纳织构方面具有广泛的应用需求,针对超声椭圆振动切削加工中的振动切削状态波动问题,本文对超声椭圆振动切削装置的振动切削状态稳定性控制进行了研究。论文的主要研究内容与成果如下:1.设计了一种超声椭圆振动切削装置谐振状态的无传感检测方法。首先根据压电换能器产生形变的原理,考虑了压电换能器的迟滞非线性,建立了超声椭圆振动切削装置中压电换能器的非线性机电转换模型。在不采用任何专用传感器的情况下,利用搭建的信号采集电路可以采集到超声振动切削装置的电压、电流信号,将这些信号输入到建立的机电转换模型中可以计算出压电换能器当前的位移,从而实现振动状态的估计即超声椭圆振动切削装置的无传感检测,最后在机床测试中采集到相应数据验证了该模型的准确性。2.研究了机电转换模型中的迟滞补偿问题。针对非线性机电转换模型中的的迟滞补偿环节进行了展开讨论,首先基于PI算子建立了超声椭圆振动切削装置的电压—电荷迟滞模型,描述了超声椭圆振动切削装置的迟滞非线性,并通过对模型输出曲线与实际曲线的对比,从均方根误差、最大偏差、最大相对误差等多个角度对模型的精确度进行了评价,最后求解出的逆模型可以根据当前压电换能器的外加电荷计算出迟滞电压,从而实现了非线性机电转换模型中的迟滞补偿。3.提出了超声椭圆振动装置的稳定性控制的控制方法。基于无传感检测方法对超声椭圆振动切削装置的振幅与频率进行估计,并将其作为反馈信号,输入到建立的PID控制器中,通过对装置的激励电压进行调整,实现振幅与频率的稳定,然后以NI Compact RIO控制器作为硬件平台实现了超声椭圆振动切削状态稳定性控制系统,并进行了仿真测试和在机测试。4.开展了超声椭圆振动切削状态稳定性控制验证实验。利用二维超声椭圆振动切削装置和纵扭振动辅助铣削装置,开展了微织构切削加工实验和曲面铣削加工实验,通过观测已加工表面的形貌并对微凹坑尺寸、表面粗糙度等数据进行测量,对加工效果进行评价和比较,实验结果表明所设计的稳定性控制方法是有效的。