CN116455294B - 基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法、系统及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法、系统及介质，该方法包括：获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；判断偏差率是否大于预设的偏差率阈值；若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；若小于或等于，则判定直线电机状态正常，根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据，通过对直线电机的运动补偿实现直线电机的精准控制。
Description
技术领域
本申请涉及直线电机运动控制领域，具体而言，涉及一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法、系统及介质。
背景技术
直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成，直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的是直线电机类型是平板式和U 型槽式，和管式。 线圈的典型组成是三相，由霍尔元件实现无刷换相。直线电机进行控制滑动模组移动过程中会出现摩擦，造成直线电机的控制会使滑动模组的实际移动量产生一定的偏差，控制精度较差，无法应用到移动精度要求较高的场景内，针对上述问题，目前亟待有效的技术解决方案。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法、系统及介质，可以通过对直线电机的运动补偿实现直线电机的精准控制的技术。
本申请实施例还提供了一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法，包括：
获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；
获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值；
若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；
若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；
根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；
将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法中，所述获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息，包括：
获取直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息；
将直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息输入预设的直线电机运行状态预测模型进行迭代计算，并记录当前迭代次数；
判断当前迭代次数是否满足预设的迭代次数；
若满足，则生成当前直线电机状态数据；
若不满足，则继续对直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息进行迭代计算；
在迭代次数满足预设的迭代次数的情况下，获取当前直线电机状态数据；
提取当前直线电机状态数据特征，并通过特征矩阵计算数据特征值；
将数据特征值进行曲线拟合，并判断数据特征值是否收敛；
若收敛，则将当前直线电机状态数据作为直线电机的标准运行状态信息；
若不收敛，则生成编码数据，通过编码数据对迭代次数进行加减计算，进行调整迭代次数的数值。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法中，所述获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率，判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值，若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整，包括：
获取直线电机当前运行状态信息，并将当前运行状态信息输入到摩擦模型中，得到直线电机摩擦信息；
将直线电机摩擦信息与预设的摩擦信息进行相似度计算；
判断相似度是否大于或等于预设的相似度阈值；
若大于或等于，则生成静摩擦信息，并生成第一摩擦力矩；
若小于，则生成动摩擦信息，并生成第二摩擦力矩；
将第一摩擦力矩与第二摩擦力矩进行差值计算，得到力差值；
判断所述力差值是否小于预设的摩擦力数据，若小于，则将对应的静摩擦信息判定为动摩擦信息；
若大于或等于，则将第一摩擦力矩与预设的第一力矩值进行比较；将第二摩擦力矩与预设的第二力矩值进行比较，分别得到对应的第一补偿信息与第二补偿信息；
根据第一补偿信息与第二补偿信息分别对静摩擦信息与动摩擦信息进行补偿。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法中，所述将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略，包括：
获取直线电机当前运行状态，得到滑动模组的全行程移动速度信息；
设定采样时间窗口，对滑动模组的全行程移动速度信息进行分割；得到若干个时间节点的速度信息；
将相邻时间节点的速度信息进行比较，得到速度偏差率；
判断所述速度偏差率是否大于或等于预设的速度偏差率阈值；
若大于或等于，则生成滑动模组振动信息，根据滑动模组振动信息生成直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制修正，得到修正信息；
根据修正信息对直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制策略进行修正调整；
若小于，判定滑动模组匀速移动，并计算滑动模组的移动速度损失量；
将当前时间节点的移动速度损失量与下一时间节点的移动速度损失量进行损失速率计算；
若损失速率大于预设的损失阈值，则分别对第一补偿信息与第二补偿信息进行调整。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法中，所述根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据，包括：
根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；
获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；
判断所述位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；
若大于或等于，则调整直线电机运动控制策略，并改变滑动模组的滑动参数；
若小于，则生成滑动模组的运行数据。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法中，所述根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；包括：
获取滑动模组当前位置信息，并获取当前时间节点下的直线电机电流数据；
将当前时间节点的电流数据与前一时间节点的电流数据进行计算，得到电流变化值；
判断所述电流变化值是否大于预设的第一电流阈值且小于第二电流阈值；
若大于第一电流阈值且小于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组摩擦信息偏离预定摩擦信息；
若小于或等于第一电流阈值，则判定电机恒定运行；
判断所述电流变化值是否大于或等于预设的第二电流阈值；
若大于或等于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组出现抖振，并生成抖振信息；
所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统，该系统包括：存储器及处理器，所述存储器中包括基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的程序，所述基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；
获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值；
若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；
若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；
根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；
将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统中，所述获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息，包括：
获取直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息；
将直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息输入预设的直线电机运行状态预测模型进行迭代计算，并记录当前迭代次数；
判断当前迭代次数是否满足预设的迭代次数；
若满足，则生成当前直线电机状态数据；
若不满足，则继续对直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息进行迭代计算；
在迭代次数满足预设的迭代次数的情况下，获取当前直线电机状态数据；
提取当前直线电机状态数据特征，并通过特征矩阵计算数据特征值；
将数据特征值进行曲线拟合，并判断数据特征值是否收敛；
若收敛，则将当前直线电机状态数据作为直线电机的标准运行状态信息；
若不收敛，则生成编码数据，通过编码数据对迭代次数进行加减计算，进行调整迭代次数的数值。
可选地，在本申请实施例所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统中，所述获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率，判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值，若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整，包括：
获取直线电机当前运行状态信息，并将当前运行状态信息输入到摩擦模型中，得到直线电机摩擦信息；
将直线电机摩擦信息与预设的摩擦信息进行相似度计算；
判断相似度是否大于或等于预设的相似度阈值；
若大于或等于，则生成静摩擦信息，并生成第一摩擦力矩；
若小于，则生成动摩擦信息，并生成第二摩擦力矩；
将第一摩擦力矩与第二摩擦力矩进行差值计算，得到力差值；
判断所述力差值是否小于预设的摩擦力数据，若小于，则将对应的静摩擦信息判定为动摩擦信息；
若大于或等于，则将第一摩擦力矩与预设的第一力矩值进行比较；将第二摩擦力矩与预设的第二力矩值进行比较，分别得到对应的第一补偿信息与第二补偿信息；
根据第一补偿信息与第二补偿信息分别对静摩擦信息与动摩擦信息进行补偿。
第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法程序，所述基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的步骤。
由上可知，本申请实施例提供的一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法、系统及介质，通过获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值；若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端；通过对直线电机的运动补偿实现直线电机的精准控制的技术。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，本申请的优点部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的直线电机标准运行状态信息获取流程图；
图3为本申请实施例提供的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的动摩擦与静摩擦的补偿方法流程图；
图4为本申请实施例提供的基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的流程图。该基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法用于终端设备中，该基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法，包括以下步骤：
S101，获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；
S102，获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；
S103，判断偏差率是否大于预设的偏差率阈值；若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；
S104，若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；
S105，根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；
S106，将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端。
需要说明的是，直线电机包括滑动模组以及设置在滑动模组下方的导轨，滑动模组沿导轨移动，直线电机在运动过程中，由于滑动模组与下方导轨的连接面之间无法做到完全光滑，所以必然会存在一定的摩擦，通过实时判断直线电机的运行状态对直线电机进行动态补偿，保证直线电机运动过程中不会出现运动位置延迟，运动控制精度较高。
请参照图2，图2是本申请一些实施例中的一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的直线电机标准运行状态信息获取流程图。根据本发明实施例，获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息，包括：
S201，获取直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息；
S202，将直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息输入预设的直线电机运行状态预测模型进行迭代计算，并记录当前迭代次数；
S203，判断当前迭代次数是否满足预设的迭代次数；若满足，则生成当前直线电机状态数据；若不满足，则继续对直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息进行迭代计算；
S204，在迭代次数满足预设的迭代次数的情况下，获取当前直线电机状态数据；
S205，提取当前直线电机状态数据特征，并通过特征矩阵计算数据特征值；将数据特征值进行曲线拟合，并判断数据特征值是否收敛；
S206，若收敛，则将当前直线电机状态数据作为直线电机的标准运行状态信息；若不收敛，则生成编码数据，通过编码数据对迭代次数进行加减计算，进行调整迭代次数的数值。
需要说明的是，在进行迭代计算过程中，出现不收敛的情况时，通过对迭代次数进行编码，编码表示依次对迭代次数进行加一，然后进行计算每增加依次迭代计算后的数据特征值是否收敛，提高模型的精度。
请参照图3，图3是本申请一些实施例中的一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的动摩擦与静摩擦的补偿方法流程图。根据本发明实施例，获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率，判断偏差率是否大于预设的偏差率阈值，若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整，包括：
S301，获取直线电机当前运行状态信息，并将当前运行状态信息输入到摩擦模型中，得到直线电机摩擦信息；
S302，将直线电机摩擦信息与预设的摩擦信息进行相似度计算，判断相似度是否大于或等于预设的相似度阈值；
S303，若大于或等于，则生成静摩擦信息，并生成第一摩擦力矩；若小于，则生成动摩擦信息，并生成第二摩擦力矩；
S304，将第一摩擦力矩与第二摩擦力矩进行差值计算，得到力差值，判断力差值是否小于预设的摩擦力数据，若小于，则将对应的静摩擦信息判定为动摩擦信息；
S305，若大于或等于，则将第一摩擦力矩与预设的第一力矩值进行比较；将第二摩擦力矩与预设的第二力矩值进行比较，分别得到对应的第一补偿信息与第二补偿信息；
S306，根据第一补偿信息与第二补偿信息分别对静摩擦信息与动摩擦信息进行补偿。
需要说明的是，通过对摩擦信息进行动摩擦信息与静摩擦信息的区分，从而更加精准的对直线电机进行控制，可以理解的是，当滑动模组移动状态发生变化时，动摩擦与动摩擦之间是可以相互转换的，通过实时判断动摩擦与静摩擦之间的摩擦力矩进行调整补偿信息，从而能够将摩擦信息的影响降到最低，减少摩擦信息对直线电机运动的影响。
根据本发明实施例，将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略，包括：
获取直线电机当前运行状态，得到滑动模组的全行程移动速度信息；
设定采样时间窗口，对滑动模组的全行程移动速度信息进行分割；得到若干个时间节点的速度信息；
将相邻时间节点的速度信息进行比较，得到速度偏差率；
判断速度偏差率是否大于或等于预设的速度偏差率阈值；
若大于或等于，则生成滑动模组振动信息，根据滑动模组振动信息生成直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制修正，得到修正信息；
根据修正信息对直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制策略进行修正调整；
若小于，判定滑动模组匀速移动，并计算滑动模组的移动速度损失量；
将当前时间节点的移动速度损失量与下一时间节点的移动速度损失量进行损失速率计算；
若损失速率大于预设的损失阈值，则分别对第一补偿信息与第二补偿信息进行调整。
需要说明的是，由于摩擦的存在，滑动模组在移动过程中会出现滑动损失，通过判断不同时间节点下的速度损失量进行判断摩擦信息的变化，进而可以对第一补偿信息与第二补偿信息进行优化。
根据本发明实施例，根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据，包括：
根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；
获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；
判断位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；
若大于或等于，则调整直线电机运动控制策略，并改变滑动模组的滑动参数；
若小于，则生成滑动模组的运行数据。
根据本发明实施例，根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；包括：
获取滑动模组当前位置信息，并获取当前时间节点下的直线电机电流数据；
将当前时间节点的电流数据与前一时间节点的电流数据进行计算，得到电流变化值；
判断电流变化值是否大于预设的第一电流阈值且小于第二电流阈值；
若大于第一电流阈值且小于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组摩擦信息偏离预定摩擦信息；
若小于或等于第一电流阈值，则判定电机恒定运行；
判断电流变化值是否大于或等于预设的第二电流阈值；
若大于或等于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组出现抖振，并生成抖振信息；
第一电流阈值小于第二电流阈值。
需要说明的是，直线电机移动过程中，电流变化量会反应滑动模组的状态，当电流瞬时变化量较大时，可以判定此时滑动模组出现抖振现场，应该去检查滑动模组与导轨之间的连接牢固性，或者两者之间是否出现卡塞。
请参照图4，图4是本申请一些实施例中的一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统的结构示意图。第二方面，本申请实施例提供了一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统4，该系统包括：存储器41及处理器42，存储器41中包括基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的程序，基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；
获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；
判断偏差率是否大于预设的偏差率阈值；
若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；
若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；
根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；
将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端。
需要说明的是，直线电机包括滑动模组以及设置在滑动模组下方的导轨，滑动模组沿导轨移动，直线电机在运动过程中，由于滑动模组与下方导轨的连接面之间无法做到完全光滑，所以必然会存在一定的摩擦，通过实时判断直线电机的运行状态对直线电机进行动态补偿，保证直线电机运动过程中不会出现运动位置延迟，运动控制精度较高。
根据本发明实施例，获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息，包括：
获取直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息；
将直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息输入预设的直线电机运行状态预测模型进行迭代计算，并记录当前迭代次数；
判断当前迭代次数是否满足预设的迭代次数；
若满足，则生成当前直线电机状态数据；
若不满足，则继续对直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息进行迭代计算；
在迭代次数满足预设的迭代次数的情况下，获取当前直线电机状态数据；
提取当前直线电机状态数据特征，并通过特征矩阵计算数据特征值；
将数据特征值进行曲线拟合，并判断数据特征值是否收敛；
若收敛，则将当前直线电机状态数据作为直线电机的标准运行状态信息；
若不收敛，则生成编码数据，通过编码数据对迭代次数进行加减计算，进行调整迭代次数的数值。
需要说明的是，在进行迭代计算过程中，出现不收敛的情况时，通过对迭代次数进行编码，编码表示依次对迭代次数进行加一，然后进行计算每增加依次迭代计算后的数据特征值是否收敛，提高模型的精度。
根据本发明实施例，获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率，判断偏差率是否大于预设的偏差率阈值，若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整，包括：
获取直线电机当前运行状态信息，并将当前运行状态信息输入到摩擦模型中，得到直线电机摩擦信息；
将直线电机摩擦信息与预设的摩擦信息进行相似度计算；
判断相似度是否大于或等于预设的相似度阈值；
若大于或等于，则生成静摩擦信息，并生成第一摩擦力矩；
若小于，则生成动摩擦信息，并生成第二摩擦力矩；
将第一摩擦力矩与第二摩擦力矩进行差值计算，得到力差值；
判断力差值是否小于预设的摩擦力数据，若小于，则将对应的静摩擦信息判定为动摩擦信息；
若大于或等于，则将第一摩擦力矩与预设的第一力矩值进行比较；将第二摩擦力矩与预设的第二力矩值进行比较，分别得到对应的第一补偿信息与第二补偿信息；
根据第一补偿信息与第二补偿信息分别对静摩擦信息与动摩擦信息进行补偿。
需要说明的是，通过对摩擦信息进行动摩擦信息与静摩擦信息的区分，从而更加精准的对直线电机进行控制，可以理解的是，当滑动模组移动状态发生变化时，动摩擦与动摩擦之间是可以相互转换的，通过实时判断动摩擦与静摩擦之间的摩擦力矩进行调整补偿信息，从而能够将摩擦信息的影响降到最低，减少摩擦信息对直线电机运动的影响。
根据本发明实施例，将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略，包括：
获取直线电机当前运行状态，得到滑动模组的全行程移动速度信息；
设定采样时间窗口，对滑动模组的全行程移动速度信息进行分割；得到若干个时间节点的速度信息；
将相邻时间节点的速度信息进行比较，得到速度偏差率；
判断速度偏差率是否大于或等于预设的速度偏差率阈值；
若大于或等于，则生成滑动模组振动信息，根据滑动模组振动信息生成直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制修正，得到修正信息；
根据修正信息对直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制策略进行修正调整；
若小于，判定滑动模组匀速移动，并计算滑动模组的移动速度损失量；
将当前时间节点的移动速度损失量与下一时间节点的移动速度损失量进行损失速率计算；
若损失速率大于预设的损失阈值，则分别对第一补偿信息与第二补偿信息进行调整。
需要说明的是，由于摩擦的存在，滑动模组在移动过程中会出现滑动损失，通过判断不同时间节点下的速度损失量进行判断摩擦信息的变化，进而可以对第一补偿信息与第二补偿信息进行优化。
根据本发明实施例，根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据，包括：
根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；
获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；
判断位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；
若大于或等于，则调整直线电机运动控制策略，并改变滑动模组的滑动参数；
若小于，则生成滑动模组的运行数据。
根据本发明实施例，根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；包括：
获取滑动模组当前位置信息，并获取当前时间节点下的直线电机电流数据；
将当前时间节点的电流数据与前一时间节点的电流数据进行计算，得到电流变化值；
判断电流变化值是否大于预设的第一电流阈值且小于第二电流阈值；
若大于第一电流阈值且小于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组摩擦信息偏离预定摩擦信息；
若小于或等于第一电流阈值，则判定电机恒定运行；
判断电流变化值是否大于或等于预设的第二电流阈值；
若大于或等于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组出现抖振，并生成抖振信息；
第一电流阈值小于第二电流阈值。
需要说明的是，直线电机移动过程中，电流变化量会反应滑动模组的状态，当电流瞬时变化量较大时，可以判定此时滑动模组出现抖振现场，应该去检查滑动模组与导轨之间的连接牢固性，或者两者之间是否出现卡塞。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，可读存储介质中包括基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法程序，基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的步骤。
本发明公开的一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法、系统及介质，通过获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值；若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端；通过对直线电机的运动补偿实现直线电机的精准控制的技术。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (7)
1.一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法，其特征在于，包括：
获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；
获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值；
若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；
若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；
根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；
将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端；
所述获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率，判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值，若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整，包括：
获取直线电机当前运行状态信息，并将当前运行状态信息输入到摩擦模型中，得到直线电机摩擦信息；
将直线电机摩擦信息与预设的摩擦信息进行相似度计算；
判断相似度是否大于或等于预设的相似度阈值；
若大于或等于，则生成静摩擦信息，并生成第一摩擦力矩；
若小于，则生成动摩擦信息，并生成第二摩擦力矩；
将第一摩擦力矩与第二摩擦力矩进行差值计算，得到力差值；
判断所述力差值是否小于预设的摩擦力数据，若小于，则将对应的静摩擦信息判定为动摩擦信息；
若大于或等于，则将第一摩擦力矩与预设的第一力矩值进行比较；将第二摩擦力矩与预设的第二力矩值进行比较，分别得到对应的第一补偿信息与第二补偿信息；
根据第一补偿信息与第二补偿信息分别对静摩擦信息与动摩擦信息进行补偿；
所述将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略，包括：
获取直线电机当前运行状态，得到滑动模组的全行程移动速度信息；
设定采样时间窗口，对滑动模组的全行程移动速度信息进行分割；得到若干个时间节点的速度信息；
将相邻时间节点的速度信息进行比较，得到速度偏差率；
判断所述速度偏差率是否大于或等于预设的速度偏差率阈值；
若大于或等于，则生成滑动模组振动信息，根据滑动模组振动信息生成直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制修正，得到修正信息；
根据修正信息对直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制策略进行修正调整；
若小于，判定滑动模组匀速移动，并计算滑动模组的移动速度损失量；
将当前时间节点的移动速度损失量与下一时间节点的移动速度损失量进行损失速率计算；
若损失速率大于预设的损失阈值，则分别对第一补偿信息与第二补偿信息进行调整。
2.根据权利要求1所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法，其特征在于，所述获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息，包括：
获取直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息；
将直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息输入预设的直线电机运行状态预测模型进行迭代计算，并记录当前迭代次数；
判断当前迭代次数是否满足预设的迭代次数；
若满足，则生成当前直线电机状态数据；
若不满足，则继续对直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息进行迭代计算；
在迭代次数满足预设的迭代次数的情况下，获取当前直线电机状态数据；
提取当前直线电机状态数据特征，并通过特征矩阵计算数据特征值；
将数据特征值进行曲线拟合，并判断数据特征值是否收敛；
若收敛，则将当前直线电机状态数据作为直线电机的标准运行状态信息；
若不收敛，则生成编码数据，通过编码数据对迭代次数进行加减计算，进行调整迭代次数的数值。
3.根据权利要求2所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法，其特征在于，所述根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据，包括：
根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；
获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；
判断所述位置偏差率是否大于或等于预设的位置偏差率阈值；
若大于或等于，则调整直线电机运动控制策略，并改变滑动模组的滑动参数；
若小于，则生成滑动模组的运行数据。
4.根据权利要求3所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法，其特征在于，所述根据直线电机运动控制策略计算滑动模组标准位置信息；获取滑动模组实时位置信息，将滑动模组实时位置信息与滑动模组标准位置信息进行比较，得到位置偏差率；包括：
获取滑动模组当前位置信息，并获取当前时间节点下的直线电机电流数据；
将当前时间节点的电流数据与前一时间节点的电流数据进行计算，得到电流变化值；
判断所述电流变化值是否大于预设的第一电流阈值且小于第二电流阈值；
若大于第一电流阈值且小于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组摩擦信息偏离预定摩擦信息；
若小于或等于第一电流阈值，则判定电机恒定运行；
判断所述电流变化值是否大于或等于预设的第二电流阈值；
若大于或等于第二电流阈值，则判定前一时间节点至当前时间节点中滑动模组出现抖振，并生成抖振信息；
所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值。
5.一种基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统，其特征在于，该系统包括：存储器及处理器，所述存储器中包括基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的程序，所述基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：
获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息；
获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值；
若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整；
若小于或等于，则判定直线电机状态正常，并将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略；
根据直线电机运动控制策略实时控制滑动模组的行程与滑动参数，并生成滑动模组的运行数据；
将滑动模组的运行数据按照预定的方式传输至终端；
所述获取直线电机当前运行状态信息，将直线电机当前运行状态信息与直线电机标准运行状态信息进行比较，得到偏差率，判断所述偏差率是否大于预设的偏差率阈值，若大于，则生成补偿信息，根据补偿信息对直线电机当前运行状态信息进行调整，包括：
获取直线电机当前运行状态信息，并将当前运行状态信息输入到摩擦模型中，得到直线电机摩擦信息；
将直线电机摩擦信息与预设的摩擦信息进行相似度计算；
判断相似度是否大于或等于预设的相似度阈值；
若大于或等于，则生成静摩擦信息，并生成第一摩擦力矩；
若小于，则生成动摩擦信息，并生成第二摩擦力矩；
将第一摩擦力矩与第二摩擦力矩进行差值计算，得到力差值；
判断所述力差值是否小于预设的摩擦力数据，若小于，则将对应的静摩擦信息判定为动摩擦信息；
若大于或等于，则将第一摩擦力矩与预设的第一力矩值进行比较；将第二摩擦力矩与预设的第二力矩值进行比较，分别得到对应的第一补偿信息与第二补偿信息；
根据第一补偿信息与第二补偿信息分别对静摩擦信息与动摩擦信息进行补偿；
所述将直线电机当前运行状态信息输入预设的直线电机运动控制模型，形成直线电机运动控制策略，包括：
获取直线电机当前运行状态，得到滑动模组的全行程移动速度信息；
设定采样时间窗口，对滑动模组的全行程移动速度信息进行分割；得到若干个时间节点的速度信息；
将相邻时间节点的速度信息进行比较，得到速度偏差率；
判断所述速度偏差率是否大于或等于预设的速度偏差率阈值；
若大于或等于，则生成滑动模组振动信息，根据滑动模组振动信息生成直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制修正，得到修正信息；
根据修正信息对直线电机在对应的两个相邻时间节点处的运动控制策略进行修正调整；
若小于，判定滑动模组匀速移动，并计算滑动模组的移动速度损失量；
将当前时间节点的移动速度损失量与下一时间节点的移动速度损失量进行损失速率计算；
若损失速率大于预设的损失阈值，则分别对第一补偿信息与第二补偿信息进行调整。
6.根据权利要求5所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制系统，其特征在于，所述获取直线电机参数信息，将直线电机参数信息输入到预设的直线电机运行状态预测模型，得到直线电机标准运行状态信息，包括：
获取直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息；
将直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息输入预设的直线电机运行状态预测模型进行迭代计算，并记录当前迭代次数；
判断当前迭代次数是否满足预设的迭代次数；
若满足，则生成当前直线电机状态数据；
若不满足，则继续对直线电机的额定功率、负载、电流或/和电压上限值以及电流或/和电压下限值、直线电机的力矩信息进行迭代计算；
在迭代次数满足预设的迭代次数的情况下，获取当前直线电机状态数据；
提取当前直线电机状态数据特征，并通过特征矩阵计算数据特征值；
将数据特征值进行曲线拟合，并判断数据特征值是否收敛；
若收敛，则将当前直线电机状态数据作为直线电机的标准运行状态信息；
若不收敛，则生成编码数据，通过编码数据对迭代次数进行加减计算，进行调整迭代次数的数值。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法程序，所述基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的基于摩擦补偿的直线电机运动控制方法的步骤。
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