1.一种柔性电子齿轮箱的自补偿干扰控制方法，所述柔性电子齿轮箱是齿轮数控系统中依据齿轮机床加工工艺参数设定值，利用数学运算实现运动轴按照严格速比关系运动的一个软件模块；通过对运动轴控制器的确定，柔性电子齿轮箱执行运算得到的运动，实现数控滚齿机床加工；数控滚齿机床具有刀具径向进给的X轴、刀具切向进给的Y轴、刀具轴向进给的Z轴、刀具安装角度调整的A轴、刀具回转的B轴和工件回转的C轴；运动轴分为引导轴和跟随轴两类；引导轴是主运动，分别为刀具回转的B轴、刀具切向进给的Y轴和刀具轴向进给的Z轴；跟随轴是从运动，为工件回转的C轴；所述刀具回转的B轴的输入信号为第一位置信号，刀具径向进给的X轴的输入信号为第二位置信号，刀具切向进给的Y轴的输入信号为第三位置信号，刀具轴向进给的Z轴的输入信号为第四位置信号；所述柔性电子齿轮箱是基于半实物仿真平台Dspace实现控制功能，其特征在于，自补偿干扰控制操作步骤如下：(1)确定柔性电子齿轮箱控制方法

柔性电子齿轮箱选用复合式控制方法，所述复合式控制方法是将第一位置信号通过引导轴B轴得到的输出位置信号、第三位置信号通过引导轴Y轴前的初始输入位置信号和第四位置信号通过引导轴Z轴前的初始输入位置信号，这三个位置信号直接作为柔性电子齿轮箱的输入位置信号；而柔性电子齿轮箱的输出位置信号直接作为跟随轴C轴的输入位置信号，从而使跟随轴C轴和三个引导轴之间保持公式(1)的严格数学联动关系；

式(1)中：Zb是刀具头数，无量纲；Zc是工件齿数，无量纲；nc为跟随轴C轴转速，单位为r/s；nb为引导轴B轴转速，单位为r/s；vy为引导轴Y轴移动速度，单位为mm/s；vz为引导轴Z轴移动速度，单位为mm/s；β为齿轮的螺旋角，单位为度；λ为刀具的安装角，单位为度；mn为齿轮的法向模数，无量纲；Kb为引导轴B轴系数，无量纲；Ky为引导轴Y轴系数，无量纲；Kz为引导轴Z轴系数，无量纲；当滚刀的螺旋角为右旋时，β>0且Kb＝1；当螺旋角左旋时，β<0且Kb＝‑1；当β和vz符号相同时，Kz＝‑1，符号相反时，Kz＝1；当vy>0时Ky＝1，当vy<0时Ky＝‑1；

(2)选择运动轴控制器参数

柔性电子齿轮箱的运动轴控制器采用自抗扰控制器控制，自抗扰控制器包括跟踪微分器、线性状态误差反馈模块和扩张状态观测器；选择线性状态误差反馈模块中的参数β1、β2和扩张状态观测器中的参数b0，作为自抗扰控制器的基本参数，用来控制运动轴运动；所述四个位置信号分别是将输入位置信号经过自抗扰控制器调整，得到输出消除系统干扰的四个去除干扰位置信号，所述四个去除干扰位置信号分别是基于自抗扰控制器对运动轴控制器存在的干扰进行了补偿的四个补偿信号；

(3)以“对角滚切法”确定运动轴运动规律

采用“对角滚切法”加工齿轮时，刀具回转的B轴绕自身轴线旋转，刀具径向进给的X轴负责切削前刀具的进刀和退刀，刀具切向进给的Y轴和刀具轴向进给的Z轴在切削时刀具同时移动形成沿对角移动的运动规律；由步骤(1)可知跟随轴C轴的运动规律是通过柔性电子齿轮箱的输出位置信号确定；跟随轴C轴的运动规律是通过三个引导轴B轴、Y轴和Z轴的运动规律并根据公式(1)关系合成得到；

(3.1)刀具回转的B轴运动规律是以恒定的转速旋转，第一位置信号是匀速上升的直线；

(3.2)刀具径向进给的X轴不参与切削过程，运动规律是切削前刀具先往工件径向正向进刀；在切削时保持不动；完成切削刀具往工件径向负向退刀；第二位置信号是梯形运动规律，第二位置信号的梯形运动规律为梯形的左斜边为进刀运动，右斜边为退刀运动，上底是静止状态；

(3.3)刀具切向进给的Y轴参与切削过程，运动规律是切削前保持不动；刀具切削工件时，刀具先往工件的切向正向进刀；完成切削等待X轴退刀到安全位置；刀具往工件的切向负向退刀；第三位置信号是梯形运动规律，第三位置信号的梯形运动规律为梯形的左斜边为进刀运动，右斜边为退刀运动，上底是静止状态；

(3.4)刀具轴向进给的Z轴参与切削过程，运动规律是切削前保持不动；刀具切削工件时，刀具先往工件的轴向正向进刀；完成切削等待X轴退刀到安全位置；刀具往工件的轴向负向退刀；第四位置信号是梯形运动规律，第四位置信号的梯形运动规律为梯形的左斜边为进刀运动，右斜边为退刀运动，上底是静止状态；

(4)建立跟随轴C轴的单轴补偿模型

利用跟随轴C轴、刀具径向进给的X轴和刀具切向进给的Y轴之间的耦合关系，建立跟随轴C轴的单轴补偿模型，实现对跟随轴C轴的自抗扰控制器补偿；建立跟随轴C轴的单轴补偿模型的操作步骤如下：(4.1)柔性电子齿轮箱输出位置信号通过跟随轴C轴的自抗扰控制器得到跟踪误差Ec，并将跟踪误差Ec乘以比例系数Kcc，得到跟随轴C轴的补偿量ΔEc；

ΔEc＝KccEc (2)

式(2)中：ΔEc为跟随轴C轴的补偿量，单位为mm；Ec为跟随轴C轴跟踪误差，单位为mm；Kcc为跟随轴C轴跟踪误差的比例系数，无量纲；

(4.2)第二位置信号通过刀具径向进给的X轴的自抗扰控制器得到跟踪误差Ex，并将跟踪误差Ex乘以比例系数Kcx，得到刀具径向进给的X轴的补偿量ΔEx；

ΔEx＝KcxEx (3)

式(3)中：ΔEx刀具径向进给的X轴的补偿量，单位为mm；Ex为刀具径向进给的X轴跟踪误差，单位为mm；Kcx为刀具径向进给的X轴跟踪误差的比例系数，无量纲；

(4.3)第三位置信号通过刀具切向进给的Y轴的自抗扰控制器得到跟踪误差Ey，并将跟踪误差Ey乘以比例系数Kcy，得到刀具切向进给的Y轴的补偿量ΔEy；

ΔEy＝KcyEy (4)

式(4)中：ΔEy刀具切向进给的Y轴的补偿量，单位为mm；Ey为刀具切向进给的Y轴跟踪误差，单位为mm；Kcy为刀具切向进给的Y轴跟踪误差的比例系数，无量纲；

(4.4)将跟随轴C轴的补偿量ΔEc、刀具径向进给的X轴的补偿量ΔEx和刀具切向进给的Y轴的补偿量ΔEy相加，得到总的补偿量Eccc；

Eccc＝(ΔEc+ΔEx+ΔEy) (5)

式(5)中：Eccc为总的补偿量，单位为mm；ΔEc为跟随轴C轴的补偿量，单位为mm；ΔEx为刀具径向进给的X轴的补偿量，单位为mm；ΔEy为刀具切向进给的Y轴的补偿量，单位为mm；

(4.5)将总的补偿量Eccc乘以比例系数Keccc得到最终补偿值ΔE'c；

ΔE′c＝KecccEccc+σ′c (6)

式(6)中：ΔE'c为最终补偿值，单位为mm；Eccc为总补偿量，单位为mm；Keccc为总补偿量的比例系数，无量纲；σ′c为修正量，根据实际情况取值，单位为mm；

(4.6)将所述最终补偿值ΔE'c和跟随轴C轴的跟踪误差Ec相减，得到跟随轴C轴自抗扰控制器的输入位置信号ΔE”c，实现对跟随轴C轴的自抗扰控制器跟踪误差的补偿，提高柔性电子齿轮箱的控制精度；

ΔE″c＝ΔE′c‑Ec (7)

式(7)中：ΔE”c为跟随轴C轴自抗扰控制器的输入位置信号，单位为mm；ΔE'c为跟随轴C轴的最终补偿值，单位为mm；Ec为跟随轴C轴的跟踪误差，单位为mm；

(5)计算加工误差值

由滚齿加工过程中刀具和工件相对位置关系建立加工误差的三个评价指标，分别为齿廓偏差Fα，见公式(8)；齿距偏差Fp，见公式(9)；齿向偏差Fβ，见公式(10)；

式(8)中：Fα为齿廓偏差，单位为mm；Zc为工件齿数，无量纲；mn为工件的法向模数，无量纲；α为工件压力角，单位为度；β为工件螺旋角，单位为度；Ec为工件回转的C轴跟踪误差，单位为mm；Ex为刀具径向进给的X轴跟踪误差，单位为mm；Ey为刀具切向进给的Y轴跟踪误差，单位为mm；Ea为刀具安装角度调整的A轴跟踪误差，单位为度；Kαc为跟随轴C轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；、Kαx为刀具径向进给的X轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；Kαy为刀具切向进给的Y轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；σα为齿廓偏差修正量，由加工工艺参数以及机床的特征参数决定，单位为mm；

式(9)中：Fp为齿距偏差，单位为mm；Zc为工件齿数，无量纲；mn为工件的法向模数，无量纲；α为工件压力角，单位为度；β为工件螺旋角，单位为度；Ec为工件回转的C轴跟踪误差，单位为mm；Ex为刀具径向进给的X轴跟踪误差，单位为mm；Ey为刀具切向进给的Y轴跟踪误差，单位为mm；Ea为刀具安装角度调整的A轴跟踪误差，单位为度；Kpc为跟随轴C轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；Kpx为刀具径向进给的X轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；Kpy为刀具切向进给的Y轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；σp为齿距偏差修正量，由加工工艺参数以及机床的特征参数决定，单位为mm；

式(10)中：Fβ为齿向偏差，单位为mm；Zc为工件齿数，无量纲；mn为工件的法向模数，无量纲；α为工件压力角，单位为度；β为工件螺旋角，单位为度；Ec为工件回转的C轴跟踪误差，单位为mm；Ey为刀具切向进给的Y轴跟踪误差，单位为mm；Ez为刀具轴向进给的Z轴跟踪误差，单位为mm；Kβc为跟随轴C轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；Kβy为刀具切向进给的Y轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；Kβz为刀具轴向进给的Z轴的比例系数，取值为1或‑1，无量纲；

σβ为齿向偏差修正量，由加工工艺参数以及机床的特征参数决定，单位为mm；

引入最大值、平均值、均方根值的计算方法，实现对加工误差的评价指标齿廓偏差Fα、齿距偏差Fp、齿向偏差Fβ的定量计算；

采用柔性电子齿轮箱的自补偿干扰控制方法情况下，齿廓偏差、齿距偏差和齿向偏差的最大值，见公式(11)；齿廓偏差、齿距偏差和齿向偏差的平均值，见公式(12)；齿廓偏差、齿距偏差和齿向偏差的均方根值，见公式(13)；

Mα＝max(|Fα|)；Mp＝max(|Fp|)；Mβ＝max(|Fβ|)     (11)式(11)中：Mα为齿廓偏差最大值，单位为mm；Mp为齿距偏差最大值，单位为mm；Mβ为齿向偏差最大值，单位为mm；

式(12)中：Aα为齿廓偏差平均值，单位为mm；Ap为齿距偏差平均值，单位为mm；Aβ为齿向偏差平均值，单位为mm；n为总周期内采集的数据点个数，k取1～n且为正整数，无量纲；

式(13)中：Rα为齿廓偏差均方根值，单位为mm；Rp为齿距偏差均方根值，单位为mm；Rβ齿向偏差均方根值，单位为mm；n为总周期内采集的数据点个数，k取1～n且为正整数，无量纲。

2.根据权利要求1所述的一种柔性电子齿轮箱的自补偿干扰控制方法，其特征在于：步骤(3)中的运动规律具体实现过程如下：(3.1)刀具回转的B轴运动规律是以恒定的转速旋转，第一位置信号是斜率为0.8～1匀速上升的直线；

(3.2)刀具径向进给的X轴不参与切削过程，运动规律是0‑5s内匀速增加，斜率为1～

1.2；5‑10s内保持不变，斜率为0；10‑15s内匀速减少到0，斜率为‑1.2～‑1；15‑20s内保持不变，斜率为0；

(3.3)刀具切向进给的Y轴参与切削过程，运动规律是在0‑5s内保持不变，斜率为0；5‑

10s内匀速增加，斜率为2～2.2；10‑15s内保持不变，斜率为0；15‑20s内匀速减少到0，斜率为‑2.2～‑2；

(3.4)刀具轴向进给的Z轴参与切削过程，运动规律是在0‑5s内保持不变，斜率为0；5‑

10s内匀速增加，斜率为4～4.2；10‑15s内保持不变，斜率为0；15‑20s内匀速减少到0，斜率为‑4.2～‑4。