超精密加技术、纳米加工技术处于当前制造加工技术的前沿,众所周知,实现其技术的实质性突破,核心瓶颈是提高加工母机的运动、动态精度。伺服系统作为机床的核心部件,在其运动过程中机械各部件之间存在摩擦影响,传统的“伺服电机+滚珠丝杠”的传动方式受低速非线性爬行现象影响较大,实现均匀、微位移、连续进给较困难。目前常用宏微双驱动形式、液体静压技术、直线电机获得的大行程微量进给,其控制算法复杂、制造、维护成本昂贵。本文作者导师基于速度合成原理提出了一种微位移进给方式“宏宏双驱差动伺服系统”。本文以宏宏双驱差动伺服系统为研究对象,围绕其刚度分析、动态特性、低速运动特性等方面展开研究。主要内容包括:建立了双驱动试验台的混合动力学模型。对试验台中各部件的连接方式进行了分析:考虑到丝杠的弹性变形,为了使计算结果更加精确,将滚珠丝杠等效为铁木辛柯梁;利用赫兹接触理论,对机构中的轴承、丝杠螺母副、滚珠导轨副的接触刚度进行了计算;伺服电机、联轴器、其他零部件利用集中质量或等效弹簧进行等效代换。本系统为“伺服电机驱动螺母”与“伺服电机驱动丝杠”的组合。由于其结构的复杂,进给运动过程中系统的振动频率如果接近系统的固有频率,会导致共振现象的出现,从而导致其运动精度与定位精度的降低。根据动力学理论,建立了双驱动系统的能量方程式。利用Ritz级数法,对柔性丝杠体部分进行了展开,进而推导出系统的刚度、质量矩阵。基于状态空间法利用Matlab对系统进行了动力学仿真,得到系统的谐振频率,改变其中部分核心零部件的参数对谐振频率进行了计算,获得试验台谐振频率变化趋势图。系统的弹性、阻尼、非线性摩擦会导致系统的爬行,为了分析宏宏双驱差动伺服系统的速度特性。根据多体动力学原理,为使计算结果更加接近真实值,故将丝杠处理为柔性体,利用ADAMS做系统的刚柔耦合特性的分析。分析了宏宏双驱差动伺服系统的低速运动特性,通过仿真分析了准静态、匀速运动、正弦运动下的工作台的位移变化与速度波动。得到结论:在变速下输出速度的波动变化情况较匀速非常明显。最后通过实验验证,仿真分析的趋势与实验数据趋势一致,证明了虚拟样机建立的正确性,仿真分析具有一定的参考性。