多组分材料以其良好的物理、化学及机械性能在工业的重要零部件生产中应用广泛,如航空发动机叶轮、高温合金和3D打印的钛合金零件等,在生产制造中,需要这些多组分材料的表面光整度极高(Ra/Sa<0.01μm),故多组分材料的表面光整成为近年来学者研究的重点问题。微弧等离子体放电抛光通过在工件和电解液之间形成液—固通道,通道内等离子体放电实现对多组分材料的抛光。由于电解液为浓度较低的中性或弱酸弱碱性盐溶液,并可通过补充电解质而循环使用,是一种“绿色”高质高效的抛光工件的特种加工方法。这种加工方法不仅能够解决机械抛光效率低和无法抛光表面形状复杂的工件的问题,也可以解决电解抛光难以避免的污染问题,同时微弧等离子体放电抛光比常见的电解抛光效率和质量更高,应用前景广阔。本文首先从不同角度分析微弧等离子体放电抛光的作用机制,从宏观角度解释等离子体放电通道的建立、击穿和工件去除过程;从微观的流光放电原理阐述内部的等离子体的运动过程及反应状态;从微弧等离子体放电角度分析材料去除与微平坦化机理。根据影响微弧等离子体放电的影响因素,包括溶液浓度、电源参数和加工时间等设计实验,搭建试验平台。以304不锈钢为实验研究对象,研究各参数对抛光后的工件表面粗糙度和材料去除率的影响。采用正交实验法,确定影响抛光结果的主要因素为电源参数、抛光时间和工件的下潜深度。通过中心组合实验得到最优的电源参数为电源电压310V、脉冲频率50kHz、脉冲占空比50%,最优的抛光时间为5-10min。研究TC4钛合金的最优电解液成分,并对抛光过程电源参数进行优化,优化的电源参数和304钢抛光电源参数接近。对多组分材料的等离子体放电抛光单个脉冲过程进行研究,根据实验测得的实时电流电压变化情况及放电加工的伏安特性曲线,将微弧放电的每一个脉冲放电过程划分为放电准备过程、过渡过程和稳定放电过程。理论分析各阶段电参数特点,将其对应为电容阶段、微弧放电阶段和电阻阶段。分别对每个阶段下潜深度和放电抛光电源参数进行建模与MATLAB仿真,对比仿真结果和实验测得的电流电压参数结果,验证所建立模型的准确性。建立微弧放电抛光的放电间隙与间隙电流的模型预测控制器,设计下潜深度和电流的广义预测控制算法,通过控制工件的下潜深度和下潜速度来控制放电气膜的间隙变化,进而控制电流值稳定在最优值附近。根据放电间隙模型和广义预测控制模型,进行间隙模型的广义预测控制实验。实验结果表明,模型预测控制器能实现对电流大小的控制,通过控制下潜深度来控制放电间隙电流具备可行性。对比不同电流下抛光后的工件表面粗糙度,参考电流I0=4A时,表面质量为最优。