随着大规模集成电路,精密加工设备,计算机硬盘等高新技术的飞速发展,对数控系统加工速度及加工精度的要求也越来越高,所以在加工速度不断提高的同时,跟踪误差的精度问题已经成为亟待研究和解决的问题之一。本文在分析误差来源的基础上,结合NURBS曲线的特点,设计了多轴协调跟踪控制系统。控制系统主要分为提高单轴跟踪精度和双轴轮廓精度两个部分,在提高单轴跟踪精度上,运用基于模型扰动抑制器来处理外部负载产生的干扰问题,并增加系统的强健性和稳定性。在提高单轴跟踪精度的同时间接提高轮廓精度。在提高轮廓精度上,针对NURBS等多种曲线运用带实时轮廓误差估测的交叉偶和控制算法、位置误差跟踪补偿算法及NURBS曲线速度规划实现NURBS曲线轮廓的跟踪任务,增加各轴间的协调性以降低轮廓误差,提高跟踪精度。文中首先对X-Y实验平台进行系统辨识,建立数学模型,并归纳不同曲线轮廓误差的计算方法。其次,在NURBS曲线插补中运用快速德布尔算法,对进给速度进行合理规划。然后为提高跟踪精度,根据误差来源的分析,设计了多轴协调跟踪控制器。其中,为保证系统的稳定性,还对控制器进行了稳定性分析。经过计算机的仿真和实验验证,表明本文提出的多轴协调跟踪控制系统能很好的改善轮廓精度,提高跟踪性能。