一种滚珠丝杠进给系统摩擦补偿方法

摘要

本发明公开一种滚珠丝杠进给机构摩擦补偿方法。在分析系统实际摩擦现象基础上，提出摩擦力矩在速度区间的分段模型，采用斯特克贝里模型对低速区间摩擦建模，对数模型对高速区间摩擦进行建模。利用混合遗传算法辨识出摩擦模型未知参数，并基于该辨识出的摩擦模型估测出实时速度下的摩擦补偿量，通过补偿量前馈的方式实现了对系统摩擦的补偿。本发明提出的分段摩擦模型精确地描述了滚珠丝杠进给系统中的摩擦，且设计的混合遗传算法准确地摩擦模型的参数进行辨识，利用基于摩擦模型前馈的补偿方式，提高了滚珠丝杠进给系统的运动精度，可广泛应用于各类含滚珠丝杠进给机构的系统。

主权项

一种滚珠丝杠进给系统的摩擦补偿方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：首先控制滚珠丝杠进给系统，使滚珠丝杠分别以从小到大的速度v₁、v₂、v₃、…、v₅₃匀速运转，分别获取速度为v₁、v₂、v₃、…、v₅₃时系统的摩擦力矩T₁、T₂、T₃、…、T₅₃，并将速度和摩擦力矩组成系统摩擦数据离散样本序列S_t＝{(v₁、T₁)、(v₂、T₂)、…、(v₅₃、T₅₃)}，步骤2：设v_z为低、高速区间最佳分界速度，分别对低速、高速运行时系统的摩擦建模，步骤3：使用步骤1得到的系统摩擦数据离散样本序列S_t＝{(v₁、T₁)、(v₂、T₂)、…、(v₅₃、T₅₃)}，分别对低速、高速运行时系统的摩擦模型中的待辨识参数进行辨识，得到辨识后的低速、高速运行时系统的摩擦模型，步骤4：将电机的期望速度V_d代入辨识后的低速、高速运行时系统的摩擦模型，得到期望速度为V_d时系统所需的摩擦力矩补偿量T(V_d)，并求得等效的速度补偿增量V_f，步骤5：将速度补偿增量V_f叠加到期望速度V_d上，获得补偿速度V_df，并得到所述补偿速度V_df对应的电机控制电压信号U_df，再将电机控制电压信号U_df转换为电机驱动电压U用于电机驱动。