一种数控系统摩擦力的建模方法及其应用技术方案

本发明专利技术属于数控系统动力学分析相关技术领域，其公开了一种数控系统摩擦力的建模方法及其应用，该方法包括以下步骤：将摩擦力分为滞回摩擦力及静态摩擦力，分别用来描述摩擦力的动态特性和静态特性；滞回摩擦力在速度近零处利用滞回曲线进行拟合，在高速阶段退化为库伦摩擦力，得到滞回摩擦力模型；静态摩擦力在速度近零处退化为零，在高速阶段用Stribeck曲线进行拟合，得到静态摩擦力模型；对所述滞回摩擦力模型与所述静态摩擦力模型组成的摩擦模型进行参数辨识以得到最优摩擦模型。本发明专利技术解决数控系统在速度近零和速度反向处跟随效果差、跟随误差较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数控系统动力学分析相关，更具体地，涉及一种数控系统摩擦力的建模方法及其应用。

技术介绍

1、随着制造业的不断发展，加工零件越来越趋向精密化和复杂化，这要求数控系统在跟随效果上朝着更高精度的方向发展。数控系统的跟随效果指的是实际运行位置与指令运行位置的误差。摩擦力作为一种在相对运行的接触面间产生的一种非线性物理现象，对数控系统的跟随效果有着很大的影响，尤其是数控系统在低速运行时出现的低速爬行现象和速度反向时出现的换向处跟随误差突然增大的现象。因此为了提高数控系统的跟随效果，需要降低或消除摩擦力的影响，而精确的摩擦力数学模型是抑制甚至是消除摩擦力影响的前提条件。

2、专利cn112462611a公开了一种基于分数阶模型的摩擦模型，通过分数阶模型对摩擦滞回曲线加以描述，但是分数阶模型的计算量较大，在参数辨识和工程应用中会带来较大的计算消耗。

3、专利cn109940609b公开了一种基于中心对称静摩擦模型的摩擦模型，该专利技术通过运动速度和加速度将运动划分为四种运行状态，每一个状态用不同摩擦参数的静态摩擦模型加以描述，从而描本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：控制滞回曲线的系数σ的取值范围是：0＜σ＜1。

3.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：通过参数Fbegin来描述不同工况下的初始摩擦力，利用电流数据换算出Fbegin的值。

4.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：速度阈值为360mm/min。

5.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：基于摩擦力-速度曲线的曲线特征和物理参数关系对所述滞回摩擦力模型与所述...

【技术特征摘要】

1.一种数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：控制滞回曲线的系数σ的取值范围是：0＜σ＜1。

3.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：通过参数fbegin来描述不同工况下的初始摩擦力，利用电流数据换算出fbegin的值。

4.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：速度阈值为360mm/min。

5.如权利要求1所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：基于摩擦力-速度曲线的曲线特征和物理参数关系对所述滞回摩擦力模型与所述静态摩擦力模型组成的摩擦模型进行参数辨识。

6.如权利要求5所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：采集数控系统运动过程中不同速度对应的摩擦力，不同速度及其对应的摩擦力组成摩擦力-速度关系曲线，在摩擦力-速度关系曲线中提取摩擦模型中参数的特征，利用提取到的特征获取某些参数的精确值和其余参数的范围，再通过优化算法对确定范围的参数进行迭代优化以获取其精准值。

7.如权利要求6所述的数控系统摩擦力的建模方法，其特征在于：提取到的特征包括摩擦力-速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：周会成，叶昊聪，许光达，柯西江，黄德海，陈佳康，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：