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龙图腾网恭喜南京信息工程大学申请的专利一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115729171B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211480135.3，技术领域涉及：G05B19/404；该发明授权一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法是由冯浩;姜金叶设计研发完成，并于2022-11-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，包括引入行程、方向信息，建立电液伺服系统摩擦模型；进行恒速分段轨迹跟踪测试，获取电液伺服系统摩擦数据；建立辨识目标函数和适应度值；引入非线性自适应惯性权重、异步学习系数改变方法和精英变异策略，改进粒子群优化算法；利用改进粒子群算法精准辨识摩擦模型未知参数。本发明的电液伺服系统摩擦模型可以全面描述电液伺服系统行程位置、速度和方向之间的摩擦特性，改进粒子群的辨识算法可以解决收敛速度慢、陷入局部最优解问题，有效提高电液伺服系统的建模精度，可进一步提高系统的轨迹跟踪精度和作业效率。

本发明授权一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：考虑挖掘机电液伺服系统的液压缸行程特征，构建挖掘机电液伺服系统摩擦模型；步骤2：进行恒速分段轨迹跟踪测试，获取挖掘机电液伺服系统的摩擦数据；步骤3：根据挖掘机电液伺服系统的摩擦数据，利用改进粒子群算法，辨识挖掘机电液伺服系统摩擦模型未知参数，将辨识的挖掘机电液伺服系统摩擦模型未知参数代入挖掘机电液伺服系统摩擦模型，获得完整的挖掘机电液伺服系统摩擦模型；步骤4：根据挖掘机负载压力，完整的挖掘机电液伺服系统摩擦模型计算的实际摩擦，计算挖掘机电液伺服系统反馈，根据挖掘机电液伺服系统反馈计算摩擦补偿量，在挖掘机电液伺服系统PID控制信号上叠加摩擦补偿量；所述挖掘机电液伺服系统摩擦模型，计算公式如下： 其中，Ff为挖掘机电液伺服系统实际摩擦，y为液压缸位移，z为鬃毛的平均变形，v为电液伺服系统液压缸运动速度，fmy为静摩擦力系数，fcy为库仑摩擦力系数，vsy为斯特里贝克曲线速度，σ0y为是鬃毛刚度系数，σ1y是鬃毛阻尼系数，σ2y是黏性阻尼系数，gv是斯特里贝克曲线现象，v2和v1为切换速度，v2v1；所述步骤2，具体步骤如下：S2.1、设定挖掘机电液伺服系统的液压缸摩擦测试一个行程为a，液压缸的全部有效行程为b，将全部有效行程分为[ba]段行程；S2.2、依次将[ba]段行程的液压缸期望轨迹设定为三角波，三角波轨迹下液压缸做匀速运动，加速度为0，根据公式1中的挖掘机电液伺服系统摩擦模型得到静态理论摩擦Ffj，其表达式如下： 静态理论摩擦Ffj模型表达式中，需待辨识未知参数为fmy、fcy、vsy和σ2y；S2.3、依次采集[ba]段行程的液压缸有杆腔和无杆腔内的工作压力，获取实际每段行程的静态摩擦实验值Ffcj，其计算公式如下：Fcj＝A1p1-A2p2-Fl3其中，A1和A2分别为无杆腔和有杆腔的有效工作区域，p1是无杆腔压力，p2为有杆腔压力，Fl为外负载力；静态参数辨识的目标是寻求一组最佳参数fmy、fcy、vsy、σ2y使得静态摩擦实验值Ffcj与建立的静态理论摩擦Ffj尽量相等，如下式： 实际辨识过程中采用两者的最小平方和作为静态参数辨识的目标函数J1，如下式： 其中，k为第k个速度下的测量值，n为总测量数；S2.4、依次将[ba]段行程的挖掘机电液伺服系统的控制信号设定为ystep小幅值阶跃信号，使挖掘机电液伺服系统处于预滑动状态，预滑动状态下，根据公式1中的挖掘机电液伺服系统摩擦模型得到动态理论摩擦Ffd，其表达式如下： 动态理论摩擦Ffd模型表达式中，需待辨识未知参数为σ0y和σ1y；采集有杆腔和无杆腔内的工作压力，获得每段行程的动态摩擦实验数据Ffcd，其计算公式如下： 其中，m是液压缸所带运动部件的等效质量，是加速度，pL是负载压力，Fl为外负载力；实际辨识过程中采用两者的最小平方和作为动态参数辨识的目标函数J2，如下式： 其中，r为第r个速度下的测量值，u为总测量数。

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