滚珠丝杠传动系统线性变参数动力学模型试验建模方法

准确建立滚珠丝杠传动系统动力学模型是实现高速、高加速度和高精度运动控制的基础。滚珠丝杠传动系统的动力学特性具有不确定性，实际是随位置、负载质量等变量变化的，数学上应描述为变参数模型。因此，一种滚珠丝杠传动系统线性变参数(Linear parameter varying, LPV)动力学模型实验建模方法被提出。通过局部频域辨识方法获得非参数模型，并采用非线性最小二乘方法得到模态叠加形式的传递函数模型。采用傅里叶级数形式的正交基函数拟合方法，对不同位置下的局部传递函数模型参数进行拟合，获得与位置相关的参数模型。基于拟合结果，选择合适的工况点进行三次样条插值，得到与位置、负载质量相关的LPV模型。所提出方法应用于滚珠丝杠试验台，获得了一个与全局位置、负载质量相关性高的LPV模型，为实现基于LPV模型的高速、高精度运动控制提供了基础。