[发明专利]进给系统的摩擦力预测与补偿方法及电脑可读取存储媒体

权利要求书

1.一种进给系统的摩擦力预测与补偿方法，应用于一进给系统，该进给系统具有至少一组机械组件、导引该机械组件作动的一马达、以及电性连接该马达并控制该马达转动的一马达驱动器，并且包括下列步骤：

a)由该马达驱动器持续获取该马达转动时的一电流信号及一角位置信号；

b)依据该电流信号及该角位置信号估算该马达在各个转动位置上的一摩擦力，并产生多笔摩擦力数据；

c)依据多笔该摩擦力数据以及对应各该摩擦力的该角位置信号进行运算，以针对该马达建立一摩擦力模型；

d)将该马达当前的该角位置信号汇入该摩擦力模型中以预测该进给系统的一预测摩擦力；

e)基于该预测摩擦力计算对应的一补偿电流；及

f)控制该马达驱动器以额外施加该补偿电流于该马达。

2.如权利要求1所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中还包括下列步骤：

g)该步骤f后，判断该进给系统是否关闭；及

h)于该进给系统关闭前持续执行该步骤d至该步骤f。

3.如权利要求1所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中该步骤a是由该马达驱动器控制该马达执行一循圆动作，并依序获取该马达位于各个转动位置上时的该电流信号以及该角位置信号。

4.如权利要求1所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中该步骤b是依据一第一公式计算该马达在各个转动位置上的该摩擦力：C_f＝C_m-J×α-ω×B-C_g，其中C_f为该摩擦力、C_m为该电流信号、J为该马达的一转动惯量、α为该马达的一角加速度、ω为该马达的一角速度、B为一粘滞摩擦系数、C_g为一常数。

5.如权利要求4所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中该步骤b还执行一第二公式：C_m＝J×α+sgn(ω)×f_c+ω×B+C_g，其中sgn()代表该马达的正反转信息、f_c为一库伦摩擦力，其中该马达驱动器于该步骤b中依据该马达于各个位置上的该角位置信号以及时间计算该马达的该角加速度以及该角速度，并且通过最小平方法估算该转动惯量、该粘滞摩擦系数、该库伦摩擦力及该常数。

6.如权利要求1所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中该步骤c是依据一第三公式建立该摩擦力模型：其中u为一步阶函数、a_i为一第一模型参数、b_i为一第二模型参数、c_i为一第三模型参数、d为一第四模型参数。

7.如权利要求6所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中该步骤c是基于该第三公式对该马达于各个转动位置上的所述多个摩擦力进行一曲线拟合运算，以分别获得该第一模型参数、该第二模型参数、该第三模型参数及该第四模型参数。

8.如权利要求1所述的进给系统的摩擦力预测与补偿方法，其中该摩擦力模型为一估测摩擦力模型，并且该摩擦力预测与补偿方法还包括下列步骤：

i)重新估算该马达在各个转动位置上的该摩擦力，并产生多笔摩擦力数据；

j)依据重新估算的多笔该摩擦力数据以及对应各该摩擦力的该角位置信号进行运算，以建立一第二摩擦力模型；

k)将该估测摩擦力模型与该第二摩擦力模型进行比对；

l)于该估测摩擦力模型与该第二摩擦力模型的差异小于一第一门限值时，舍弃该第二摩擦力模型；

m)于该估测摩擦力模型与该第二摩擦力模型的差异不小于该第一门限值时，以该第二摩擦力模型更新该估测摩擦力模型；及

n)于该进给系统关闭前，依据该估测摩擦力模型再次执行该步骤i至该步骤m。