[发明专利]数控机床定位误差预测与补偿方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种数控机床定位误差预测与补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

测量机床移动部件的实际位移值，通过将所述实际位移值与移动部件的理论位移值进行对比，获取移动部件的实时误差值，通过公式

对移动部件的若干个实时误差值形成的数列进行累加，得到累加后的数列x⁽¹⁾(k_i)，

建立累加后的数列的微分方程

其中，x⁽⁰⁾(k_i)为移动部件的实时误差值，n_i为实时误差值的个数，为第n_i个误差预测值，为第1个误差预测值，a_g和u_g为待辨识的参数，通过所述微分方程得到移动部件的误差预测值；

根据移动部件的实时误差值及误差预测值，得到移动部件的相对残差值，以所述相对残差值的最大值和最小值作为区间最大值和最小值，形成一个相对残差值区间，对所述相对残差值区间进行均分，形成若干个状态区间，根据所述若干个状态区间，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间；

根据移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间及在未来时刻对应的误差预测值，获取未来时刻的最终误差预测值；

根据未来时刻的最终误差预测值，利用正交多项式获取所述最终误差预测值与移动部件位置指令值之间的函数关系，根据所述函数关系对移动部件进行误差补偿。

2.根据权利要求1所述的数控机床定位误差预测与补偿方法，其特征在于，根据所述若干个状态区间，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间，具体包括，根据所述若干个状态区间建立状态转移矩阵，根据已知实时误差值所在的状态获取该状态对应的状态向量，通过所述状态向量及状态转移矩阵，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间。

3.根据权利要求2所述的数控机床定位误差预测与补偿方法，其特征在于，根据所述若干个状态区间建立状态转移矩阵，具体包括，利用公式

获取状态转移矩阵，其中，为经过km步，状态Q_im到状态Q_jm的概率，M_im,jm(km)为由状态Q_im到状态Q_jm的样本数，M_im为状态Q_im所出现的原始样本总数。

4.根据权利要求3所述的数控机床定位误差预测与补偿方法，其特征在于，通过所述状态向量及状态转移矩阵，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间，具体包括，通过公式

V^(km)＝V⁽⁰⁾·P^(km)

获取移动部件在未来时刻对应的状态向量，由移动部件在未来时刻对应的状态向量获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间，其中，V^(km)为移动部件在未来时刻对应的状态向量，km为状态转移步数，V⁽⁰⁾为已知实时误差值对应的状态向量，P^(km)为km步状态转移概率矩阵。

5.根据权利要求1所述的数控机床定位误差预测与补偿方法，其特征在于，根据移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间及在未来时刻对应的误差预测值，获取未来时刻的最终误差预测值，具体包括，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间的中位数，将所述最佳状态区间的中位数乘以对应的实时误差值后，加上对应的误差预测值，得到未来时刻的最终误差预测值。

6.根据权利要求1所述的数控机床定位误差预测与补偿方法，其特征在于，根据所述函数关系对移动部件进行误差补偿，具体包括，当输入移动部件位置指令值时，利用所述函数关系，计算出最终误差预测值，以最终误差预测值作为指令修正值，以指令修正值对移动部件位置指令值进行修正，得到修正后的移动部件位置指令值，以修正后的移动部件位置指令值控制移动部件移动，完成误差补偿。