精密微结构功能表面的金刚石超精密加工技术是近年来国内外兴起的一项新技术,被广泛应用于工业制造、航空航天等领域。这项技术在国内兴起时间较短,而且加工设备的落后极大的限制了高精度的微结构表面光学元件的加工,因此,当今超精密加工领域中一项重要的任务就是开发复杂微结构表面的加工技术。快刀伺服系统(Fast Tool Servo,FTS)是用于加工精密微结构表面的高效、高精度、低成本的加工技术,使机床具有良好的高频响应性能及跟踪精度。本文研究以压电陶瓷作为快速刀具伺服系统的驱动执行机构,进行高频响周期性输入信号下控制策略的研究。具体研究工作如下:首先,查阅了大量国内外关于压电驱动式FTS的文献,学习了压电驱动式FTS的工作原理和FTS的控制算法,在此基础上构建压电驱动式FTS的数学模型。其次,由于压电驱动式快刀伺服系统存在压电陶瓷材料磁滞和蠕变特性,难以建立精确的数学模型,并考虑到实际加工中存在参数变化等问题,采用内模控制方法。内模控制方法实用且结构简单、不需要精确的数学模型,在线调节参数少,特别是对于抗干扰性能的改善,效果尤为显著。由于压电陶瓷元件磁滞和蠕变特性,难以建立精确的数学模型,但在周期性输入时,可将磁滞视为重复输入干扰,由此引入迭代学习消除重复性误差使其收敛,提高系统跟踪精度。在内模控制的基础上引入间接型迭代学习控制算法,用来修正内模控制器的输入,进而抑制周期性干扰的影响。在理论设计的基础上进行数学建模仿真,通过MATLAB/Simulink仿真验证所提控制策略的可行性和有效性。最后,为有效的实现微细结构表面的高效高精密加工,针对压电驱动式FTS工作中存在切削力等非周期干扰,提出带有超螺旋扰动观测器的间接迭代学习控制方法,增强系统对于非周期性扰动的抑制能力。仿真结果表明,在不同幅值和频率的输入下,所采取控制策略能够在保证压电驱动式FTS的响应速度和跟踪精度的基础上具有一定的抗扰性能。