[發明專利]一種數控機床伺服系統摩擦誤差補償方法

有效

• 申請號: 201210563651.2
• 申請日: 2012-12-22
• 公開（公告）號: CN103048949A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 馮斌;梅雪松;孫挪剛;張東升;牟恩旭
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種數控機床伺服系統摩擦誤差補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）首先依據數控機床用戶需求，讀取摩擦誤差補償模塊相關設置參數；

2）根據輸入的參數，摩擦誤差補償模塊進行模塊工作模式選擇；摩擦誤差補償模塊，通過模塊工作模式選擇，工作在摩擦誤差補償模式或摩擦誤差學習模式下，其中摩擦誤差學習模式下，摩擦誤差補償模塊通過粗學習器、精學習器、智能函數生成器來生成精學習摩擦補償量函數；在摩擦誤差補償模式下，摩擦誤差補償模塊通過精學習摩擦補償量函數、摩擦補償器、反向點判別器、摩擦補償效果評價器實現數控機床高精度摩擦補償；

3）設置摩擦誤差補償模塊工作模式為摩擦誤差補償模式，當數控機床運動時，精學習摩擦補償量函數生成精摩擦補償量，摩擦補償器依據反向點判別器的輸出結果，實現數控機床的高精度摩擦補償，在此過程中，摩擦補償效果評價器對摩擦補償效果進行評價；

4）若摩擦補償效果不滿足要求，根據實際摩擦補償效果要求，重新設置摩擦誤差補償模塊相關參數并將摩擦誤差補償模塊工作模式設置為摩擦誤差學習模式；

5）設置摩擦誤差補償模塊工作模式為摩擦誤差學習模式，數控機床按照正余弦粗學習運動軌跡程序進行運動，摩擦誤差補償模塊采集的相關運動信號，粗學習器進行相關計算從而得到與反向點加速度對應的最優粗摩擦補償量數組；

6）在最優粗摩擦補償量數組的基礎上，數控機床按照正余弦精學習運動軌跡程序進行運動，摩擦誤差補償模塊采集相關運動信號，精學習器對最優粗摩擦補償量數組進行相關計算從而得到與反向點加速度對應的最優精摩擦補償量數組；

7）將步驟6）中得到的最優精摩擦補償量數組輸入到智能函數生成器中，通過相關智能算法自動生成精學習摩擦補償量函數，摩擦誤差學習模式結束；

8）設置摩擦誤差補償模塊工作模式為摩擦誤差補償模式，當數控機床運動時，精學習摩擦補償量函數根據數控機床所處工況自動計算出精摩擦補償量；摩擦補償器依據反向點判別器輸出的相關信號，將精摩擦補償量脈沖加入到數控機床相應運動軸伺服控制器速度環速度指令中，從而實現對數控機床伺服系統摩擦誤差的高精度補償；

9）若數控機床運動過程中，摩擦補償效果不滿足實際要求，則重復步驟4）至步驟8），實現數控機床摩擦誤差高精度補償并滿足摩擦誤差補償效果要求。

2.根據權利要求1所述的數控機床伺服系統摩擦誤差補償方法，其特征在于：步驟1）中，所述摩擦誤差補償模塊相關參數為：最小加速度Accmin、最大加速度Accmax、加速度區間1特征值Acc1、加速度區間2特征值Acc2，上述加速度量均為反向點的加速度值、加速度區間1步長數Num1、加速度區間2步長數Num2、加速度區間3步長數Num3、粗學習運動循環次數Coase_num、精學習運動循環次數Fine_num、摩擦誤差補償模塊工作模式選擇參數Frilearn_flag、摩擦補償時間Fcompen_time、粗學習摩擦補償量初始值Fini_value、粗學習摩擦補償增量CoaFvalue_step、精學習摩擦補償增量FineFvalue_step，摩擦補償效果要求值Fricmd。

3.根據權利要求1所述的數控機床伺服系統摩擦誤差補償方法，其特征在于：步驟2）中，所述摩擦誤差補償模塊進行其工作模式選擇，如果摩擦誤差補償模塊工作模式選擇參數Frilearn_flag=0，則進入摩擦誤差補償模式，如果摩擦誤差補償模塊工作模式選擇參數Frilearn_flag=1，則進入摩擦誤差學習模式。

4.根據權利要求1所述的數控機床伺服系統摩擦誤差補償方法，其特征在于：步驟3）中，當數控機床運動時，精學習摩擦補償量函數依據機床運動軌跡處于反向點時的加速度值自動計算出精摩擦補償量。