[发明专利]一种机电系统的摩擦力建模方法及其应用

权利要求书

1.一种机电系统的摩擦力建模方法，其特征在于，包括：

设置速度阈值，当机电系统的速度在速度零点和速度阈值之间，机电系统处于准静止状态，即相接触的两物体不存在相对移动，对机电系统的摩擦力进行线性拟合，得到低速段摩擦模型；

当机电系统的速度大于速度阈值时，对机电系统的摩擦力进行非线性拟合，得到高速段摩擦模型；

所述摩擦模型为：

其中，F_{f_prop}为摩擦力，F_s为最大静摩擦力，F_c为库伦摩擦力，F(v)为stribeck摩擦力，b为粘性摩擦系数，v_s为stribeck速度，δ_s为经验常数，v为相对滑动速度，α为指数衰减因子，v_c为速度阈值。

2.如权利要求1所述的一种机电系统的摩擦力建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

对于低速段摩擦模型和高速段摩擦模型组成的摩擦模型进行参数辨识，得到最优摩擦模型。

3.如权利要求2所述的一种机电系统的摩擦力建模方法，其特征在于，所述参数辨识的具体实现方式为：

采集机电系统运行过程中不同速度对应的摩擦力，将采集的速度输入摩擦模型，得到仿真摩擦力，以仿真摩擦力与采集的摩擦力之差最小为目的优化摩擦模型的参数，得到最优参数，用于构建最优摩擦模型。

4.如权利要求3所述的一种机电系统的摩擦力建模方法，其特征在于，所述方法还包括：

将不同速度输入利用最优参数构建的摩擦模型，得到多个摩擦力，不同速度及其对应摩擦力形成一条曲线，当曲线拟合方差小于预设值且曲线趋势满足stribeck特性时，最优参数符合要求，此时利用最优参数构建最优摩擦模型。

5.如权利要求1所述的一种机电系统的摩擦力建模方法，其特征在于，所述指数衰减因子α的取值范围是：0＜α＜1。

6.如权利要求1所述的一种机电系统的摩擦力建模方法，其特征在于，所述速度阈值v_c为stribeck速度的0.1倍-0.3倍。

7.一种基于摩擦模型的补偿系统，其特征在于，包括：机电系统、摩擦模型和补偿控制器，

所述摩擦模型由权利要求1-6任一所述的一种机电系统的摩擦力建模方法建立得到，所述摩擦模型，用于在机电系统运行过程中针对不同的速度仿真得到摩擦力；

所述补偿控制器，用于根据仿真得到的摩擦力对机电系统进行前馈补偿。