随着科学技术的不断发展,生活水平不断提高,光学技术在军事、航天科技、医学和通讯工程等领域内发展起到了关键性的作用,对于如何实现对光学曲面部件进行精加工并且低成本也成为了关键性的研究。其中,快速刀具伺服系统(Fast Tool Servo,FTS)利用金刚石作为切削工具其具有高频响、高精度、大行程、高刚度等特点是目前研究较多的加工技术之一。本文以音圈电机为被控对象,研究FTS系统在加工过程中为了提高跟踪精度、抑制扰动的控制方法,具体研究内容如下:首先,搜集并查阅大量的国内外参考文献,掌握有关音圈电机、快刀伺服装置以及对适用于音圈电机FTS的控制算法。由此,针对音圈电机驱动快刀伺服装置系统的基本结构、工作原理和FTS装置的核心性能指标等对系统进行数学建模。其次,针对音圈电机FTS伺服系统周期性扰动和周期性输入信号的跟踪问题提出改进式重复补偿PI控制,既能精确跟踪周期信号,抑制周期性扰动,又能解决由于重复控制器的延时而导致动态响应较差的问题。对于抑制非周期扰动构造了超螺旋观测器,利用鲁棒精确微分器来估计超螺旋观测器所需的速度。将两种控制方法的优点结合起来,提出基于超螺旋观测器的改进式重复控制,并在Matlab/Simulink中对该算法进行了仿真,比较研究表明了该算法的优越性。最后,快刀伺服装置在实际工作过程中,会存在一些外部扰动和其它不确定的因素,这会使跟踪精度大幅度的下降,针对此问题提出基于扰动观测器的超螺旋滑模控制。其中,扰动观测器可将外界扰动和其它不确定性因素进行估计,并将其估计出的扰动的界等效到控制输入端,相当于一个扰动信号补偿到控制器的输出,用来抵消实际扰动。利用滑模控制原理,采用超螺旋算法设计控制律,将扰动观测器得到的干扰估计与超螺旋控制律相结合,可有效的提高部件加工精度以及抗干扰能力。在理论分析的基础上,用Matlab/Simulink对该算法进行了仿真,来验证该控制算法的有效性。通过与超螺旋滑模控制比较可以清晰的看出基于扰动观测器的超螺旋滑模控制抗干扰性更强。