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대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제29권 제7호
발행연도
2005.7
수록면
938 - 946 (9page)

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Friction is a dominant nonlinear factor in servomechanisms, which seriously deteriorates system accuracy. A friction compensator is indispensable to fabricate high-performance servomechanisms. In order to compensate for the friction in the servomechanism, identification of the friction elements is required. To estimate the friction of the servomechanism, an accurate linear element model of the system is required first. In this paper, a nonlinear friction model, in which static, coulomb and viscous frictions as well as Stribeck effect are included, is identified through the describing function approximation of the nonlinear element. A nonlinear element composed of two relays is intentionally devised to induce various limit cycle conditions in the velocity control loop of the servomechanism. The friction coefficients are estimated from the intersection points of the linear and nonlinear elements in the complex plane. A Butterworth filter is added to the velocity control loop not only to meet the assumption of the harmonic balance method but also to improve the accuracy of the friction identification process. Validity of the proposed method is confirmed through numerical simulations and experiments. In addition, a model-based friction compensator is applied as a feedforward controller to compensate for the nonlinear characteristics of the servomechanism and to verify the effectiveness of the proposed identification method.

목차

Abstract

1. 서론

2. 조화균형법

3. 선형요소의 규명

4. 등가 비선형 요소의 모델링

5. 마찰력 규명 모의실험

6. 마찰력 규명 및 보상실험

7. 결론

참고문헌

참고문헌 (10)

참고문헌 신청
Tianhong Yan and Rongming Lin, 2003, "Experimental Modeling and Compensation of Pivot Nonlinearity in Hard Disk Drives," IEEE Trans. On Magnetics, Vol. 39, No. 2, pp. 1064~1069. google schola Kakino, Y., Ihara, Y. and Shinohara, A., 1993, Accuracy Inspection of NC Machine Tools by Double Ball Bar Method, Hanser Publishers, New York. google schola Armstrong-Hélouvry, B., Dupont, P. and Canudas de wit, C., 1994, "A Survey of Models, Analysis Tools and Compensation Methods for the Control of Machines with Friction," Automatica, Vol. 30, No. 7, pp. 1083~1138. google schola Chu, C.N., Kim, G.D., Oh, Y.T. and Choi, Y.J., 1997, "Frictional Behavior and Indirect Cutting Force Measurement in a Machining Center Using Feed Motor Current," KSPE, Vol. 14, No. 4, pp. 78~87. google schola Besancon-Vode, A. and Besancon, G, 1999, "Analysis of a two-relay system configuration with application to Coulomb friction identification," Autamatica, Vol. 35, pp. 1391~1399. google schola

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