[发明专利]自动估计机械系统中的惯性、库伦摩擦和粘性摩擦的方法

权利要求书

1.一种用于估计运动系统的参数的方法，包括：

通过包括至少一个处理器的系统产生随时间连续变化的转矩命令信号；

通过所述系统测量运动设备的速度数据，所述速度数据表示作为对所述转矩命令信号的响应的所述运动系统的速度；

通过所述系统至少部分地基于所述速度数据在三个时间范围上的积分和所述转矩命令信号在所述三个时间范围上的积分来确定所述运动系统的惯性、粘性摩擦系数和库仑摩擦系数的估计值；以及

通过所述系统将所述估计值输出到调节应用，所述调节应用基于所述惯性、粘性摩擦系数和库仑摩擦系数的估计值来调节工业控制器的控制器增益。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，产生转矩命令信号包括：根据预定义的测试序列来调整所述转矩命令信号，并且调整所述转矩命令信号包括响应于所述运动系统的速度达到预定义的速度检查点来改变所述转矩命令信号的方向或者变化率中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定包括：

在所述三个时间范围中的第一时间范围上分别对所述转矩命令信号和所述速度数据进行积分以得到U₁和V₁，其中所述第一时间范围以时间t＝ta开始并且以时间t＝tb结束；

在所述三个时间范围中的第二时间范围上分别对所述转矩命令信号和所述速度数据进行积分以得到U₂和V₂，其中所述第二时间范围以时间t＝tb开始并且以时间t＝tc结束；

在所述三个时间范围中的第三时间范围上分别对所述转矩命令信号和所述速度数据进行积分以得到U₃和V₃，其中所述第三时间范围以时间t＝te开始并且以时间t＝tf结束；

根据U₁、V₁、U₂、V₂、U₃和V₃来确定所述惯性、所述粘性摩擦系数和所述库仑摩擦系数的估计值，

其中，

u(t)是作为时间的函数的所述转矩命令信号，以及

v(t)是作为时间的函数的所述速度数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述惯性、所述粘性摩擦系数和所述库仑摩擦系数的估计值包括求解针对J、B_v和B_c的以下方程：

Δv₁J+V₁B_v+Δt₁B_c＝U₁，

Δv₂J+V₂B_v+Δt₂B_c＝U₂，以及

Δv₃J+V₃B_v+Δt₃B_c＝U₃

其中，

J是所述惯性，

B_v是所述粘性摩擦系数，

B_c是所述库仑摩擦系数，

Δv₁是所述运动系统在时间t＝ta与时间t＝tb之间的速度变化，

Δv₂是所述运动系统在时间t＝tb与时间t＝tc之间的速度变化，

Δv₃是所述运动系统在时间t＝te与时间t＝tf之间的速度变化，

Δt₁是时间t＝ta与时间t＝tb之间的差，

Δt₂是时间t＝tb与时间t＝tc之间的差，以及

Δt₃是时间t＝te与时间t＝tf之间的差。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述求解包括使用矩阵解法来求解所述方程。