数控机床伺服系统在现代化精密机械加工制造领域得到了广泛的应用,随着科技的发展进步和机械加工技术的不断改良迭代,对加工器件的质量要求也不断提高,对伺服系统的性能也提出了更高的要求。而伺服系统中存在的摩擦力扰动严重抑制了伺服系统性能,阻碍了伺服系统的发展。因此对系统中摩擦力扰动的补偿具有很强的研究价值和应用前景。本文针对精密永磁同步伺服系统中的摩擦力扰动,通过理论分析建模、仿真分析和实验验证等方法实现对系统摩擦力扰动的补偿。首先对精密伺服运动控制平台各个环节进行分析建模,介绍了永磁同步电机的在同步旋转坐标系下的数学模型以及矢量控制策略,同时建立起伺服系统机械传动环节的数学模型。在此基础上分析了系统摩擦力的来源,针对系统摩擦力,建立起LuGre摩擦力模型实现对摩擦力矩的准确描述,并结合实际采用合适的方法对LuGre摩擦力模型参数进行辨识,利用MATLAB/Simulink对辨识方法进行了仿真,证明参数辨识方法的有效性。其次介绍了永磁同步伺服系统的三环控制结构,在此基础上利用LuGre摩擦力模型设计摩擦力前馈补偿方法实现对系统摩擦力扰动的补偿。在采用固定参数摩擦力模型的前馈补偿方法中,系统运行环境的变化会导致摩擦力模型参数发生变化,导致实际的补偿过程中会出现的摩擦力的欠补偿和过补偿,对于这部分摩擦力扰动利用结构简单、扰动观测能力强的降阶扩张状态观测器进行观测并对其进一步补偿,减小摩擦力扰动对系统位置跟踪精度的影响。最后为了克服采用固定参数摩擦力模型进行补偿时摩擦力模型参数可能会发生变化,进而导致补偿效果不佳的问题,基于李亚普诺夫稳定性理论设计摩擦力自适应控制器实现了对摩擦力扰动的自适应补偿,提高了系统的控制精度。本文对所提出的摩擦扰动补偿方法在永磁同步精密伺服系统平台上进行了实验验证,证明了所提方法的有效性。