[发明专利]一种机电作动系统摩擦副的精确建模方法

权利要求书

1.一种基于Stribeck摩擦模型和模拟退火遗传算法的机电作动系统摩擦副精确建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在线测试步骤：首先使机电伺服系统工作在恒转速控制时，测试不同转速下对应的转矩；

步骤二、模型选取步骤：选取适用于机电伺服系统的摩擦模型，根据所选取的摩擦模型确定需要辨识的参数，进一步得到计算摩擦力矩辨识值序列和辨识误差序列；

步骤三、目标函数选取步骤：生成待辨识参数矩阵和辨识值矩阵，选取一个待优化求解的Stribeck摩擦模型目标函数；

步骤四、迭代搜索辨识步骤：采用模拟退火遗传算法求解使得步骤三中目标函数最小的辨识值矩阵，采用的算法是迭代搜索算法。

2.根据权利要求1所述的基于Stribeck摩擦模型和模拟退火遗传算法的机电作动系统摩擦副精确建模方法，其特征在于，步骤一所述的测试方法具体为，首先设置转速指令序列(v₁,v₂,…,v_k)，使机电伺服系统分别工作在这一系列的转速值下，分别测试转速指令序列内的各转速指令下，机电伺服系统速度稳定后的转矩序列其中k为测试点数，所得到的转矩序列在物理意义上就是摩擦转矩，所述的机电伺服系统速度稳定的标准为，转速进入到5％误差带(或5％左右)。

3.根据权利要求1或2所述的基于Stribeck摩擦模型和模拟退火遗传算法的机电作动系统摩擦副精确建模方法，其特征在于，步骤二所选取的摩擦模型具体为Stribeck摩擦模型，其特征为摩擦力矩由下式表示：

其中为摩擦力矩；F_s⁺为正转静摩擦系数，F_c⁺为正转库仑摩擦系数，B⁺为正转粘滞摩擦系数，为正转特征速度系数；F_s^-为反转静摩擦系数，F_c^-为反转库仑摩擦系数，B^-为反转粘滞摩擦系数，为反转特征速度系数；vⁱ为机电作动系统转速，e为自然底数，sgn()为符号函数，上标i对应步骤一中的第i次测试；

步骤二所确定的需要辨识的参数为正转静摩擦系数F_s⁺，反转静摩擦系数F_s^-，正转库仑摩擦系数F_c⁺，反转库仑摩擦系数F_c^-，正转粘滞摩擦系数B⁺，反转粘滞摩擦系数B^-，正转特征速度系数和反转特征速度系数

定义这些参数的辨识值为正转静摩擦系数辨识值反转静摩擦系数辨识值正转库仑摩擦系数辨识值反转库仑摩擦系数辨识值正转粘滞摩擦系数辨识值反转粘滞摩擦系数辨识值正转特征速度系数辨识值和反转特征速度系数辨识值

摩擦力矩辨识值序列表示为：