一种数控机床系统非对称动态摩擦的自适应前馈摩擦补偿方法技术方案

本发明专利技术涉及一种数控机床系统非对称动态摩擦的自适应前馈摩擦补偿方法，首先通过最小二乘辨识方法来获取系统各轴的进摩擦模型；然后采用反正切基函数对静摩擦模型双侧分别进行拟合，而后建立非对称的动摩擦模型；接着将基于建立的非对称动摩擦模型建立自适应前馈补偿控制器，输入为各个轴的指令速度和指令加速度，输出为各个轴的前馈摩擦补偿分量；最后建立鲁棒控制分量，并将各个轴的前馈摩擦补偿分量和鲁棒控制分量直接相加，得到总的控制信号来控制各个驱动轴。本发明专利技术实现了对具有非对称摩擦系统的动摩擦模型的建立，从而更具有普遍性和通用性，并通过建立自适应前馈摩擦补偿器进行摩擦补偿。器进行摩擦补偿。器进行摩擦补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床系统非对称动态摩擦的自适应前馈摩擦补偿方法


[0001]本专利技术涉及一种动态摩擦补偿方法，特别涉及一种非对称动摩擦模型的建立，自适应前馈补偿的方法。

技术介绍

[0002]文献1“M.Yuan,Z.Chen,B.Yao,X.Liu,Fast and accurate motion tracking of a linear motor system under kinematic and dynamic constraints:an integrated planning and control approach,IEEE Transactions on Control Systems Technology,2019,29:804
‑
811.”公开了一种基于静摩擦的自适应前馈摩擦补偿方法。该方法采用反正切基函数对不连续的静摩擦曲线进行拟合来实现自适应前馈补偿。但该方法无法对非稳态速度下的迟滞环现象进行补偿，使得该模型不能用于高精度的追踪误差控制。
[0003]文献2“X.Beudaert,S.Lavernh本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床系统非对称动态摩擦的自适应前馈摩擦补偿方法，其特征在于步骤如下：步骤1：分别对各个轴输入一系列速度指令，获取在稳定速度下各个轴的控制电压信号，此时的电压信号数值上与摩擦相等；采用以下Stribec曲线对获取到的摩擦值进行拟合，拟合方法为最小二乘法：其中，F
c
为库伦摩擦量，F
s
为静摩擦量，为实际速度信号，V
s
为Stribeck速度；步骤3、建立一个连续可微的非对称静摩擦模型，分别对正反向的静摩擦行为进行描述：在正向速度区域，摩擦被定义为：在负向速度区域，摩擦被定义为：其中，l1，l2，l3，l4，l5，l6表示不同的摩擦系数，c1,c2,c3,c4,c5,c6表示不同的形状系数用于描述不同的摩擦现象；步骤4、采用步骤3中的建立的非对称静摩擦模型对步骤2中的Stribeck曲线进行拟合，使得在换向点处连续：其中，分别表示正向和负向的静摩擦力，分别表示正向和负向的库伦摩擦力；步骤5、建立具有非对称动摩擦模型的系统动力学模型：步骤5、建立具有非对称动摩擦模型的系统动力学模型：步骤5、建立具有非对称动摩擦模型的系统动力学模型：其中，M为系统的等效惯量，σ0为刚度系数，σ1为阻尼系数，σ2为粘滞摩擦系数，z为不可观测量，d为干扰量，u为控制电压；步骤6、投影映射和参数自适应法则的建立：θ1＝M；θ2＝σ1+σ2；θ3＝σ0；θ4＝σ0σ1；θ5＝d
n
；需要指出的是θ
i
(i＝1,2,...,5)受环境影响而时刻发生变化，因此其变化的边界值可
以定义为：θ＝[θ1,θ2,θ3,θ4,θ5]
T
θ
min
＝[θ
1min
,θ
2min
,θ
3min
,θ
4min
,θ
5min
]
T
θ
max
＝[θ
1max
,θ
2max
,θ
3max
,θ
4max
,θ
5max
]
T
其中，“≤”表示向量内对应元素间的比较；同样，未知...

【专利技术属性】
技术研发人员：万敏，代佳，张卫红，杨昀，肖群宝，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：