直线电机驱动精密平台的摩擦建模与补偿优化

本文主要探讨了直线电机定位平台的摩擦建模与补偿技术，针对双边直线电机驱动的H型精密定位系统，其核心问题是减少运动平台的速度跟随误差和定位误差，这对于提高系统精度和稳定性至关重要。直线电机因其高精度和线性运动特性，在精密定位领域得到了广泛应用。 作者张从鹏和刘强的研究首先介绍了这种新型定位平台的工作原理，特别强调了工作台滑块在导轨不同位置时摩擦特性的变化，这直接影响了系统的动态性能。为了解决这个问题，他们提出了一种创新的摩擦建模方法，基于经典的Stribeck摩擦力模型，并考虑了工作台运动副位置参数。Stribeck摩擦模型是一种描述随接触压力变化而变化的摩擦力行为的模型，它能更准确地反映实际摩擦情况。 通过实验数据收集和回归分析，作者成功地辨识出了一种改进型Stribeck摩擦模型，该模型能够更好地适应工作台在大行程下的摩擦特性。摩擦建模的精确性对于摩擦力补偿控制至关重要，因此，他们利用前馈控制技术来实施摩擦力补偿，这种方法能够预见并抵消摩擦带来的影响，从而提升系统的动态响应和控制精度。 实验结果表明，基于模型的摩擦补偿显著提高了直线电机定位平台的控制性能，相较于传统的Stribeck模型，改进型模型在大行程工作台的摩擦补偿方面表现更为优越。这不仅对于精密制造和机器人技术等领域有着重要意义，也为其他使用直线电机的定位系统提供了有效的参考。 总结来说，本文的核心内容包括双边直线电机定位平台的结构介绍、摩擦特性分析、改进型Stribeck摩擦模型的建立与辨识以及摩擦力补偿控制策略的应用，这些都是提升直线电机定位平台性能的关键步骤和技术挑战。通过这些研究，科研人员和工程师可以更好地理解和优化这类系统的性能，从而推动相关技术的发展。