关于LuGre模型液压缸摩擦力修正模型.pdf

2014年 10月 润滑与密封 0ct．2014 第39卷 第 1O期 LUBRICATION ENGINEERING Vo1．39No．10 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．10．002 基于 LuGre模型的液压缸摩擦力修正模型 王勇勤 张 洋 罗远新 宋宗焘 (重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆 400030) 摘要：通过分析液压缸摩擦力的诸多特性，基于LuGre摩擦模型，引入滑动油膜动态特性方程，建立一种液压缸 摩擦力新模型。在Matlab／Simulink中搭建模型原理图，对新模型进行仿真，并与实测数据进行对 比。研究结果表明： 建立的液压缸摩擦力新模型能够反映实验中观测到的绝大多数摩擦特性，与实测数据吻合较好，可适用于各种精密液压 系统的仿真与控制策略研究中。 关键词：液压缸；摩擦力；LuGre模型；动态特性 中图分类号：TH117．1 文献标识码：A 文章编号：0254—0150 (2014)10—006—4 A NovelM odelofHydraulicCylinderFrictionBasedonLuGreM odel WangYongqin ZhangYang LuoYuanxin SongZongtao (TheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China) Abstract：Thefeaturesoffrictionphenomenonofhydrauliccylinderwereanalyzed．BasedonLuGremodelandconsid— eringthehydrauliccylinderfrictionproperties，thehydrauliccylinderfrictionmodelwasestablishedbyintroducingthedy— namiccharacteristicsoflubricantfilm．Theprinciplediagram ofthemodelwassetupintheSimulink．Thesimulationre— suhsareconsistentwiththeexperimentalresults，indicatingthatthenewmodelcanreflectthevastmajorityofthefriction characteristicsobservedinexperimentwithahighprecision．Thenewmodelcanbeusedforthesimulationofhighpreci— sionhydraulicsystem andtheresearchofcontrolstrategy． Keywords：hydrauliccylinder；friction；LuGremodel；dynamiccharacteristics 摩擦现象普遍存在于运动机械之中，特别是在高 规律，在黏滑运动领域或在精度要求不是很高的运动 精度液压跟踪系统和轧钢机械液压踏步控制系统等高 控制系统中有 比较好的精度 ，然而在动态性能要求高 性能液压伺服装置中，摩擦的影响更是 占有举足轻重 的高精度液压控制系统中，经典摩擦模型难以满足要 的地位。液压缸是液压系统的执行元件 ，液压缸摩擦 求。原大宁和刘丽兰 总结了试验中所能观察到的机 环节的高度非线性一方面会造成速度和位置等系统误 械系统的摩擦特性以及现有的各种摩擦模型，指出了 差 ，另一方面在系统低速运行时甚至会引起执行机构 各个摩擦模型的优缺点和应用场合。Hsieh和 Pan 的爬行现象。因此在高性能的液压控制系统设计中要 指出高精度液压系统中液压缸的摩擦力应该满足Stri— 设法消除或减小其影响，提高系统的性能。