技術(shù)特征：

1.一種基于庫倫模型和補償法的伺服系統(tǒng)摩擦處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：通過速度指令規(guī)劃單元為伺服系統(tǒng)規(guī)劃出帶有時間間隔的兩段速度指令；

步驟二：摩擦模型測試單元在步驟一所述的兩端速度指令時間內(nèi)，分別在電機轉(zhuǎn)速為正的半個周期內(nèi)和負(fù)的半個周期內(nèi)在線測試給定轉(zhuǎn)矩，測試出初始摩擦模型F′_c；

步驟三：庫倫模型辨識單元根據(jù)步驟二測試得到的初始摩擦模型，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理，辨識得到庫倫模型F_c；

步驟四：庫倫模型前饋單元根據(jù)步驟三得到的庫倫模型，利用電機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，得到模型前饋電流I_c，電機轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的差值傳輸?shù)剿俣瓤刂破髦?，輸出調(diào)節(jié)電流I_ω；

步驟五：電流指令生成單元和第一補償方程單元、補償單元、第二補償方程單元形成的反饋環(huán)中，電流指令單元接收第二補償方程的補償電流I_b，并接收步驟四得到的模型前饋電流I_c和輸出調(diào)節(jié)電流I_ω，生成下一時刻電流指令傳輸至電機中，所述電流指令經(jīng)過第一補償方程輸入至補償單元，同時電機轉(zhuǎn)速也傳輸至補償單元，補償單元的輸出信號經(jīng)過第二補償方程生成新的補償電流I_b+1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于庫倫模型和補償法的伺服系統(tǒng)摩擦處理方法，其特征在于，步驟一的帶有時間間隔的兩段速度指令的數(shù)學(xué)形式為頻率不等的正弦波，幅值和頻率的比值相等，兩段轉(zhuǎn)速指令分別為(a₁,ω₁)和(a₂,ω₂)，式中a₁和a₂分別表示兩段轉(zhuǎn)速指令的幅值，ω₁和ω₂分別表示兩段轉(zhuǎn)速指令的頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于庫倫模型和補償法的伺服系統(tǒng)摩擦處理方法，其特征在于，步驟二的測試方法具體為：

在速度指令為正的和負(fù)的時，分別通過電機驅(qū)動器的數(shù)據(jù)記錄功能測試此時的電機給定轉(zhuǎn)矩，并將測試得到的速度、給定轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)予以保存，令F′_c為這一步驟得到的初始摩擦模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于庫倫模型和補償法的伺服系統(tǒng)摩擦處理方法，其特征在于，步驟三具體為：

令給定轉(zhuǎn)速信號為(a₁,ω₁)時電機工作在正向時的半個周期起始和結(jié)束時間為(t₁₁,t₁₂)，同理信號(a₂,ω₂)對應(yīng)時間區(qū)間為(t₂₁,t₂₂)，

當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為正時，在此區(qū)間內(nèi)對步驟三測試得到的初始摩擦模型積分為：

$S_1={\∫}_{t_{11}}^{t_{12}}{F}_c^{\′}=F_c(t_{12}-t_{11})+{\mathrm{BA}}_1+T_L(t_{12}-t_{11})$

$S_2={\∫}_{t_{21}}^{t_{22}}{F}_c^{\′}=F_c(t_{22}-t_{21})+{\mathrm{BA}}_2+T_L(t_{22}-t_{21})$

式中，A₁和A₂分別為第一段速度指令在時間區(qū)間(t₁₁,t₁₂)的累積位移和第二段速度指令在時間區(qū)間(t₂₁,t₂₂)的累積位移，滿足A₁＝A₂，B為電機的粘滯摩擦系數(shù)，T_L為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，S₁和S₂分別為帶有時間間隔的兩段速度指令，(a₁,ω₁)和(a₂,ω₂)為正時的初始摩擦積分值，F(xiàn)_c+為得到的速度指令為正時的庫倫模型。將兩式相減得到：

$F_{c+}=\frac{S_2-S_1}{t_{22}-t_{21}-(t_{12}-t_{11})}-T_L$

如果對電機轉(zhuǎn)速為負(fù)時也仿照此操作，假設(shè)轉(zhuǎn)速為負(fù)時的兩組時間區(qū)間為(t′₁₁,t′₁₂)和(t′₂₁,t′₂₂)。得到速度指令為負(fù)時的庫倫模型F_c-：

$F_{c-}=-\frac{S_2^{\′}-S_1}{t_{22}^{\′}-t_{21}^{\′}-(t_{12}^{\′}-t_{11}^{\′})}+T_L$

式中，S′₁和S′₂分別為轉(zhuǎn)速信號(a₁,ω₁)和(a₂,ω₂)且速度為負(fù)時的初始摩擦積分值，將F_c+和F_c-取平均，辨識得到庫倫模型F_c為：

$F_c=\frac{1}{2}\[\frac{S_2-S_1}{t_{22}-t_{21}-(t_{12}-t_{11})}-\frac{S_2^{\′}-S_1^{\′}}{t_{22}^{\′}-t_{21}^{\′}-(t_{12}^{\′}-t_{11}^{\′})}\].$

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于庫倫模型和補償法的伺服系統(tǒng)摩擦處理方法，其特征在于，步驟四具體為：

令電機轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_t＝n_pψ_f，式中n_p為電機極對數(shù)，ψ_f為電機轉(zhuǎn)子磁鏈。根據(jù)步驟三得到的庫倫模型F_c，得到模型前饋電流為：

$I_c=\frac{F_c\mathrm{sgn}\left(\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}\right)}{K_t}$

電機轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的差值傳輸?shù)剿俣瓤刂破髦?，輸出調(diào)節(jié)電流I_ω。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于庫倫模型和補償法的伺服系統(tǒng)摩擦處理方法，其特征在于，步驟五具體為：

建立電機轉(zhuǎn)速方程為：

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=\frac{n_p{\mathrm{\ψ}}_f{i}_q}{J}-\frac{F_f}{J}-\frac{T_L}{J}$

式中，ω為電機轉(zhuǎn)速，為電機轉(zhuǎn)速的導(dǎo)數(shù)，i_q為電機交軸電流，F(xiàn)_f為實際摩擦力矩，J為電機轉(zhuǎn)動慣量，令過渡項a(t)為：

a(t)＝-(F_f-F_c)/J-T_L/J+(b-b₀)i_q

其中b＝n_pψ_f/J為過渡系數(shù)，b₀為過渡系數(shù)的標(biāo)稱值；將過渡項代入電機轉(zhuǎn)速方程，可得到電機轉(zhuǎn)速方程的簡化形式為：

$\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}=b_0{i}_q+a\left(t\right)$

建立如下形式的補償方程：

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{z}}_1=z_2-{\mathrm{\β}}_1(z_1-\mathrm{\ω})+b_0{i}_q\\ {\stackrel{\·}{z}}_2=z_3-{\mathrm{\β}}_2(z_1-\mathrm{\ω})\\ {\stackrel{\·}{z}}_3=-{\mathrm{\β}}_3(z_1-\mathrm{\ω})\end{array}\right.$

式中，z₁、z₂、z₃分別為中間變量1、中間變量2和中間變量3；分別為z₁、z₂、z₃的導(dǎo)數(shù)；β₁、β₂、β₃分別為補償系數(shù)1、補償系數(shù)2和補償系數(shù)3，

將z₂和過渡系數(shù)做除法，得到補償電流I_b即為：

$I_b=-\frac{z_2}{b_0}$

最終電流指令為：

$I_q^{*}=I_{\mathrm{\ω}}+I_c+I_b$

式中，I_ω為速度環(huán)調(diào)節(jié)器得到的速度調(diào)節(jié)電流，I_c為模型前饋電流，I_b為補償電流。