[发明专利]一种五轴并联装置摩擦力识别方法

权利要求书

1.一种五轴并联装置摩擦力识别方法，其特征在于，所述五轴并联装置摩擦力识别方法包括如下步骤：

根据直线电机动力学模型，获取电机匀速直线运动下的驱动力方程；

根据驱动力方程，对驱动力进行频谱分析，并根据频谱波峰获取摩擦力、推力波动与外部干扰力的幅值与频率；

基于频谱分析方法，在多组不同速度工况下，获取摩擦力对应的摩擦力序列；

将速度与摩擦力序列输入传统摩擦力模型，辨识出具体的模型参数；

根据辨识出具体的模型参数改进摩擦力模型，并验证改进的摩擦力模型的拟合精度；

将速度与摩擦力序列输入传统摩擦力模型，辨识出具体的模型参数的具体方法包括如下步骤：

构建传统摩擦力模型；

根据摩擦力值的变化趋势将摩擦力序列分为低速与高速两部分，并假定分界点为；

当=0时，得到最大静摩擦力；

当时，对摩擦力值进行线性回归，得到回归模型；

当时，假定粘滞摩擦系数为0，得到公式，对公式进行线性回归获取临界速度以及待定系数；

根据临界速度以及待定系数，对粘滞摩擦系数进行二次辨识，得到摩擦力值的变化曲线在低速段的粘滞摩擦系数；

根据辨识出具体的模型参数改进摩擦力模型的具体方法包括如下步骤：

根据具体的模型参数绘出摩擦力值的变化曲线；

采用分段函数拟合摩擦力与速度之间的关系，区分出低速段与高速段；

将摩擦力模型分为低速段与高速段，分别拟合出低速段与高速段的摩擦力方程；

采用分段函数的方式对进行描述；

其中，表示摩擦力值，表示库伦摩擦力，表示最大静摩擦力，表示电机匀速直线运动时的运动速度，表示临界速度，表示待定系数，表示粘滞摩擦系数，表示摩擦力值的变化曲线在高速段的粘滞摩擦系数。

2.如权利要求1所述的一种五轴并联装置摩擦力识别方法，其特征在于，所述驱动力方程如下：；

其中，为电机驱动力，为推力波动，为摩擦力，为外部干扰力。

3.如权利要求2所述的一种五轴并联装置摩擦力识别方法，其特征在于，对驱动力进行频谱分析的具体方法包括如下步骤：

设定电机匀速直线运动时的运动时间为，运动位移为，对驱动力信号进行傅里叶变换，得到的频域信号为：，其中，为虚数单位，为角频率，为自然常数。

4.如权利要求3所述的一种五轴并联装置摩擦力识别方法，其特征在于，所述五轴并联装置包括静平台、三自由度并联机构、动平台以及末端旋转机构，所述三自由度并联机构包括三条支链，每条支链包括直线电机与连杆，三台直线电机两两之间呈60°夹角且分别安装在三组导轨上，导轨固定安装在静平台上，连杆的一端通过轴孔配合固定在直线电机上，连杆的另一端固定安装在动平台的底部，末端旋转机构包括运动末端与两个正交的旋转电机组，旋转电机组包括伺服电机、减速器与旋转臂，减速器通过轴孔配合固定安装在动平台上，减速器输出轴与旋转臂的一端紧密配合，两旋转臂的另一端分别通过螺栓固定安装在运动末端的两个正交侧面。