重温LuGre摩擦力模型 |
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式中, v v v是接触面的相对速度, z z z是内摩擦状态, F F F是预测的摩擦力。 与Dahl模型不同的是,LuGre模型有一个与速度相关的函数 g ( v ) g(v) g(v),而不是一个常数,一个额外的与微位移相关的阻尼系数 σ 1 \sigma_1 σ1,以及与宏观位移相关的粘滞摩擦力项 f ( v ) f(v) f(v)。 其中状态 z z z类似乎Dahl模型中的应变,可解释为平均鬓毛挠度, σ 0 \sigma_0 σ0为鬓毛刚度, σ 1 \sigma_1 σ1为鬓毛阻尼。 与宏观位移相关的粘滞摩擦力项 f ( v ) f(v) f(v)被建模为: f ( v ) = σ 2 v f(v)=\sigma_2 v f(v)=σ2v 对于恒速情况,稳态摩擦力计算如下: F s s ( v ) = g ( v ) s g n ( v ) + f ( v ) F_{ss}(v)=g(v)sgn(v)+f(v) Fss(v)=g(v)sgn(v)+f(v) 其中 g ( v ) g(v) g(v)为描述库伦摩擦力和Stribeck效应的函数,可被建模为: 式中, F s F_s Fs为静摩擦力, F c F_c Fc为库伦摩擦力, F c ≤ g ( v ) ≤ F s F_c≤g(v)≤F_s Fc≤g(v)≤Fs,参数 v s v_s vs决定了 g ( v ) g(v) g(v)接近 F c F_c Fc的速度,指数 α \alpha α是一个经验值,与减速器类型有关,大约在0.5到2之间。 Stribeck速度与指数 α \alpha α对摩擦力的影响见下图,由此可见:Stribeck速度越高,速度端受Stribeck效应的影响范围越广;指数α影响衰减曲线的形状,衰减斜率与速度有关。 参考文献: Revisiting the LuGre friction modelStatic friction in a robot joint—modeling and identification of load and temperature effects |
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