公开(公告)号：CN116560301A

公开(公告)日：2023-08-08

申请号：CN202310434416.3

申请日：2023-04-21

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 杨建中 ,  段继航 ,  许光达 ,  黄德海

IPC: G05B19/408

Abstract: 本发明属于数控机床相关技术领域，并公开了一种基于梯度优化的机床进给系统数理模型参数辨识方法。该方法包括：S1建立机床进给系统的数理模型；S2采集机床实际运行数据；设定初始的待辨识参数；构建待辨识参数更新模型；S3将预设指令位置信号和当前的待辨识参数输入待辨识参数更新模型中更新待辨识参数，利用更新后的辨识参数仿真计算损失函数，判断当前损失函数与最优损失函数之间的关系：小于时，保留当前待辨识参数的值，否则损失函数增大次数增加；S4更新迭代次数，判断当前迭代次数是否达到预设最大迭代次数，是，则输出当前待辨识参数；否，则返回步骤S3。通过本发明，提高与全局损失函数之间的灵敏度低的参数的辨识效率。

公开(公告)号：CN119270634A

公开(公告)日：2025-01-07

申请号：CN202411235370.3

申请日：2024-09-04

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 黄德海 ,  杨建中 ,  许光达 ,  周会成 ,  尤哲涵 ,  李敏

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明属于系统参数辨识领域，涉及一种基于改进高斯群优化算法的进给系统LuGre摩擦模型参数辨识方法、系统、计算机可读存储介质和计算机程序产品，该方法包括：(1)利用辨识激励信号激励进给系统并采集进给系统的运行数据；所述的运行数据为辨识激励信号激励下进给系统的速度、加速度和相应的负载电流；(2)将LuGre模型参数划分为滑动参数和预滑动参数；(3)构造用于辨识滑动参数和预滑动参数的损失函数；(4)基于步骤(1)的运行数据，先使用高斯群优化算法最小化滑动参数的损失函数，再使用高斯群优化算法最小化预滑动参数的损失函数，得到滑动参数和预滑动参数的辨识结果。本发明在辨识精度和易用性上有明显优势。

公开(公告)号：CN118963253A

公开(公告)日：2024-11-15

申请号：CN202411013292.2

申请日：2024-07-26

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 陈佳康 ,  周会成 ,  杨建中 ,  许光达 ,  黄德海

IPC: G05B19/41

Abstract: 本发明属于数控系统相关技术领域，并公开了一种适用于数控机床的摩擦补偿方法及系统。该方法包括下列步骤：构建单状态变量摩擦模型；实时获取当前控制周期和上一个控制周期的指令位置信号，利用该指令位置信号计算当前周期的指令速度，利用指令速度和单状态变量摩擦模型中求解当前控制周期的预测摩擦力；构建预测摩擦力和电流前馈量之间的关系式，利用该关系式和求解获得的当前控制周期的预测摩擦力计算当前控制周期的电流前馈量，将该电流前馈量补偿到待处理数控系统当前控制周期的电流控制单元中，以此实现摩擦补偿。通过本发明，易于建模，摩擦模型更能拟合反向处的摩擦特性，补偿效果好。

公开(公告)号：CN118915611A

公开(公告)日：2024-11-08

申请号：CN202410977052.8

申请日：2024-07-22

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 许光达 ,  黄德海 ,  杨建中 ,  周会成 ,  柯西江

IPC: G05B19/19

Abstract: 本发明属于数控技术相关技术领域，其公开了一种基于摩擦模型和线性扩张状态观测器的摩擦补偿方法及数控机床，步骤为：(1)基于运动过程中、当前时刻的指令位置信号si(k)计算得到当前时刻的指令速度vi(k)；(2)SSV摩擦模型基于指令速度vi(k)预测得到当前时刻的前馈摩擦力Fi(k)，进而将前馈摩擦力Fi(k)转换成摩擦电流前馈量IFi(k)；(3)将摩擦电流前馈量IFi(k)下发至数控系统的驱动器相应的电流环前馈寄存器；(4)驱动器内部的LESO基于反馈的速度信号vback_i(k)、电流环输出的信号Icmd_i(k)和前馈的摩擦电流前馈量IFi(k)，估测当前时刻的外部扰动量δi(k)，并将外部扰动量δi(k)前馈补偿至电流环中。本发明解决了现有摩擦补偿精度低的问题。

公开(公告)号：CN116700142A

公开(公告)日：2023-09-05

申请号：CN202310757460.8

申请日：2023-06-25

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 许光达 ,  段继航 ,  杨建中 ,  黄德海

IPC: G05B19/404

Abstract: 本发明属于激励信号设计相关技术领域，其公开了一种机床进给系统用于参数辨识的激励信号的设计方法，方法包括：建立机床进给系统的进给模型，确定待辨识参数的类型和取值范围，在取值范围内选取标准参数，并设计不同类型的候选激励信号；将标准参数输入进给模型得到标准仿真结果；在取值范围内选取参数初始值，并进行参数扩充生成取值集合；将取值集合中的每个值分别输入进给模型得到对应的仿真结果，计算仿真结果与标准仿真结果的仿真误差；求取参数的灵敏度；选取不同的激励信号依次执行上述步骤，获取对应类型激励信号下不同参数的灵敏度，将灵敏度最高的激励信号作为辨识参数所需的激励信号。本申请可以显著提高参数激励信号的设计精度。

公开(公告)号：CN119087916A

公开(公告)日：2024-12-06

申请号：CN202411211066.5

申请日：2024-08-30

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 张玉飞 ,  杨建中 ,  周会成 ,  黄德海 ,  尤哲涵 ,  许光达

IPC: G05B19/408

Abstract: 本发明属于数控技术相关技术领域，其公开了一种考虑系统延时的进给系统前馈方法及设备，包括以下步骤：(1)给机床输入含有匀变速段及反向段的位置指令信号；(2)采集并记录此时匀变速段的位置跟踪误差数据e1；(3)根据系统中存在的延时环节对速度前馈量与速度反馈量之间的相位差来进行速度前馈量时间偏移参数的调整，并采集及记录当前匀变速段的位置跟踪误差数据e2；(4)对比e1及e2，并判断位置跟踪误差数据e2是否近0，如果是，则结束并得到使匀变速跟踪误差近0的最佳速度前馈量时间偏移参数；否则，根据得到的对比结果继续调整速度前馈量时间偏移参数，直至匀变速跟踪误差近0。本发明提高了位置跟踪误差控制水平。

公开(公告)号：CN117492362A

公开(公告)日：2024-02-02

申请号：CN202311315743.3

申请日：2023-10-11

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 周会成 ,  叶昊聪 ,  许光达 ,  柯西江 ,  黄德海 ,  陈佳康

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明属于数控系统动力学分析相关技术领域，其公开了一种数控系统摩擦力的建模方法及其应用，该方法包括以下步骤：将摩擦力分为滞回摩擦力及静态摩擦力，分别用来描述摩擦力的动态特性和静态特性；滞回摩擦力在速度近零处利用滞回曲线进行拟合，在高速阶段退化为库伦摩擦力，得到滞回摩擦力模型；静态摩擦力在速度近零处退化为零，在高速阶段用Stribeck曲线进行拟合，得到静态摩擦力模型；对所述滞回摩擦力模型与所述静态摩擦力模型组成的摩擦模型进行参数辨识以得到最优摩擦模型。本发明解决数控系统在速度近零和速度反向处跟随效果差、跟随误差较大的技术问题。

公开(公告)号：CN119065244A

公开(公告)日：2024-12-03

申请号：CN202411151922.2

申请日：2024-08-21

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 杨建中 ,  许光达 ,  黄德海 ,  刘杰 ,  周会成

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明属于数控技术相关技术领域，其公开了一种基于智能优化算法的SSV模型参数辨识方法及设备与应用，包括以下步骤：(1)向数控系统输入类正弦速度激励信号，采集进给轴的电机编码器及电流传感器的数据，通过数据处理得到速度摩擦力数据；(2)截取速度摩擦力数据中的高速段的数据，并采用最小二乘法来辨识正向库伦摩擦力Fc及正向粘滞摩擦系数B；(3)基于正向库伦摩擦力Fc及正向粘滞摩擦系数B来确定正向最大静摩擦力Fs、控制滞回曲线形状参数σ及n的取值范围；(4)截取速度摩擦力数据中的低速段的数据，进而使用智能优化算法辨识剩余的SSV模型需辨识的参数。本发明增加了辨识方法对动态摩擦参数辨识的准确性。

公开(公告)号：CN118605391A

公开(公告)日：2024-09-06

申请号：CN202410589692.1

申请日：2024-05-13

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 尤哲涵 ,  许光达 ,  杨建中 ,  周会成 ,  黄德海 ,  李敏

IPC: G05B19/408

Abstract: 本发明属于数控技术相关技术领域，并公开了一种适用于滚珠丝杠传动类型机床的动力学前馈控制方法及系统。该方法包括下列步骤：S1获取滚珠丝杠传动类型机床各进给轴的参数和机床启动后数控系统的位置指令信号，利用所述位置指令信号计算指令速度和加速度信号；S2利用所述指令速度和加速度信号，通过构建的前馈量计算模型及获取的机床参数计算机床运行过程的速度前馈量和电流前馈量；S3将所述速度前馈量和电流前馈量经时间偏移处理后实时下发至机床伺服控制系统的速度控制单元和电流控制单元，以此实现机床的动力学前馈控制。通过本发明，可降低滚珠丝杠传动类型机床进给系统运行过程的位置跟随误差，达到了微米级跟踪精度控制水平。

公开(公告)号：CN116610067A

公开(公告)日：2023-08-18

申请号：CN202310433297.X

申请日：2023-04-21

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉智能设计与数控技术创新中心

Inventor： 杨建中 ,  李昌俊 ,  许光达 ,  黄德海

IPC: G05B19/408

Abstract: 本发明公开了一种基于指令域分析的机床加速度参数辨识与优化方法及系统，属于数控机床进给系统的运动参数辨识技术领域，方法包括：以指令行为单位，将机床运行数据与运动参数相关联，获得机床运行特性曲线，从机床运行特性曲线中获取静态辨识结果设置至机床；在执行加工任务时首先依据机床运行特性曲线，在试运行过程中动态优化调整加速度参数使机床运行在最佳状态下，然后再批量生产。本发明解决了现有技术依靠人工经验设置加速度参数精度低，无法适应机床运行状态和工作任务变化，使得机床加减速性能无法充分发挥，或者由于运行过程中加速度过大带来振动和噪声的技术问题。