一种直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法及补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法及补偿装置，方法包括：建立摩擦力

【技术实现步骤摘要】
一种直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法及补偿装置


[0001]本专利技术属于精密位移运动
，具体的，涉及一种直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法及补偿装置。

技术介绍

[0002]直线导轨具有运动阻尼小，允许载荷大，定位精度高，各方向刚度高，高速性能好等特点，在直线导轨位移系统中应用极其广泛。为补偿导轨阻尼，在进行摩擦力参数辨识时，通常利用在扫频或PRBS信号下的系统响应数据，通过该数据可以计算出导轨的线性阻尼。在高速轻载的直线运动系统中，导轨阻尼通常不会对系统的控制精度产生影响。
[0003]而在低速重载情况下，直线导轨的摩擦力表现为非线性，通常采用Stribeck模型对摩擦力进行描述，Stribeck模型曲线如图1所示。导轨滑台启动时，所受摩擦力较大；当运行速度逐渐增大到临界摩擦速度时，摩擦力随速度增加快速降低；随着速度超过临界摩擦速度后，摩擦力再度与速度成正比增长。为了对这种非线性阻尼进行补偿，需要较高的建模精度。对于当前主流的PID控制系统来说，通常会采用线性阻尼补偿算法提高控制精度，而对于非线性阻尼来说，其模型参数较为复杂，难本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：建立摩擦力
‑
速度模型，其表达式如下：式中F(v)是动平台与导轨的动摩擦力，v是动平台运行速度，F
c
为库伦摩擦力，F
s
为最大静摩擦力，b是粘滞阻尼系数，v
s
是Stribeck临界速度，δ是模型经验系数，Sgn()是返回一个整型变量，给出参数v的正负号；采集动平台匀速运动段的速度及驱动力，并将所述驱动力作为匀速段的动摩擦力；通过粒子群算法对所述摩擦力
‑
速度模型求解模型参数，获得完整摩擦力
‑
速度模型；将完整摩擦力
‑
速度模型写入前馈补偿器C
f
，基于指令速度根据所述完整摩擦力
‑
速度模型计算动摩擦力及对应的摩擦力前馈电流信号，将该摩擦力前馈电流信号作为前馈补偿数据提供给伺服控制器电流环，进行摩擦力补偿。2.根据权利要求1所述的直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法，其特征在于，所述伺服控制器的输入是动平台设计位移，输出是动平台实际位移，所述伺服控制器包括依次连接的位置控制器、电流控制器、电机推力常数、直线电机动力学模型，直线电机动力学模型的输出再反馈至位置控制器的输入端，摩擦力前馈补偿器与位置控制器并联，电流控制器的输出还连接至电流控制器的输入端，与位置控制器、摩擦力前馈补偿器的输出共同输入到电流控制器。3.根据权利要求1所述的直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法，其特征在于，δ的取值在0.5～2范围内。4.根据权利要求1所述的直线导轨位移系统的摩擦力补偿方法，其特征在于，所述通过粒子群算法对所述摩擦力
‑
速度模型求解模型参数，包括：初始化粒子的位置和速度；评价每个粒子的适应度，将当前各粒子的位置和适应度存储在各粒子的pbest中，将所有的pbest中最优粒子的位置和适应度存储在gbetst中；根据下式更新粒子的速度和位置：C＝c1+c2v
i+1,j
＝λ
·
(v
i,j
+c1·
rand(0,1)(p
i,j
‑
x
i,j
)+c2·
rand(0,1)(p
i,g
‑
x
i,j
))x
i+1,j
＝x

【专利技术属性】
技术研发人员：韩昱，范玉娇，张翔宇，朱庆娜，
申请(专利权)人：北京华卓精科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：