电火花高速穿孔机是为进行快速开孔、大深径比钻孔、复杂型腔面穿孔而专用设计的一种电火花加工机床,广泛应用于航空发动机涡轮叶片气膜冷却孔和柴油喷油器喷孔的加工。在穿孔加工中,排屑不畅将引起不确定性的回退,进给过快将造成电极与工件之间的粘着状态。这些现象都将影响加工过程稳定性,难以保证穿孔的加工效率和加工质量。本文旨在建立电火花穿孔过程的数学模型,并通过设计基于嵌入式平台的自适应控制器解决大深径比小孔加工的稳定性问题。首先,为了方便控制算法的移植,本文进行数控平台的开发。数控平台分为上下位机,上位机分为用户界面和逻辑处理内核,下位机包括伺服、运动、通讯、驱动控制模块。为了给伺服控制器提供电火花穿孔加工过程的反馈信号丰富穿孔过程观测指标,本文开发出基于浮动阈值法的放电状态分析仪,实验表明平均检测准确率达到99.75%。其次,为解决电火花穿孔过程的加工不稳定和不同孔径下加工参数不一致的问题,基于系统辨识方法设计一种适应时变性和随机性的ARMAX模型和自适应控制器。通过相关性分析和谱分析对辨识实验的采集数据进行无参数分析,得到系统在因果性、稳定性等方面的先验知识;通过参数辨识实验得到模型的阶数集与参数集,并成功通过余项检测和验证集测试;通过UD算法解决在线计算模型辨识问题。在ARMAX模型基础上,分别设计针对稳定性穿孔的积分滑模控制器、自校正控制器和最小方差控制器。作为对比,设计基于放电状态的模糊控制器。最后,控制算法通过仿真得到验证,并通过0.3mm、1.0mm、3.0mm直径电极的大深径比穿孔实验得出,相比机床原有控制器,自适应控制器使加工效率最大提升39.25%、电极损耗最多降低17.33%。自适应控制也有效提高了加工的一致性和稳定性,加工实验表明加工时间和电极损耗标准差最大分别降低78.85%和87.73%。