什么是伺服控制靜態(tài)摩擦和動態(tài)摩擦？
摩擦是兩個物體之間相對運(yùn)動的阻力，發(fā)生在所有滑動和滾動運(yùn)動中。在使用潤滑分離滾動或滑動表面的部件（如軸承和齒輪）中，通常存在兩種類型的摩擦：靜態(tài)摩擦和動態(tài)摩擦。
靜摩擦-也稱為“靜摩擦”-是在運(yùn)動開始時發(fā)生的摩擦，因?yàn)閮蓚€表面之間的結(jié)合被破壞，潤滑層開始形成。一旦開始相對運(yùn)動并建立潤滑層，就會發(fā)生動態(tài)摩擦。靜態(tài)和動態(tài)摩擦有時被稱為“庫侖摩擦”。一旦潤滑層完全形成，摩擦就與表面的相對速度成正比，稱為粘性摩擦或流體摩擦。
靜摩擦力或靜摩擦力阻止物體移動，直到施加的力（或扭矩，對于旋轉(zhuǎn)物體）超過靜摩擦力。
了解運(yùn)動控制部件中的摩擦類型很重要，因?yàn)槟Σ翆φ{(diào)整伺服系統(tǒng)構(gòu)成特殊挑戰(zhàn)。當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)歷零速度交叉時（當(dāng)系統(tǒng)從靜止?fàn)顟B(tài)開始移動或改變方向時），會發(fā)生靜摩擦，這尤其有問題，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致系統(tǒng)超過其預(yù)期位置、速度或扭矩，然后隨著摩擦的減小而振蕩，系統(tǒng)將找到設(shè)定點(diǎn)。在最壞的情況下，靜摩擦?xí)耆Ｖ惯\(yùn)動。
理論上，可以通過增加伺服控制回路中的增益（尤其是比例和/或積分增益）來補(bǔ)償靜摩擦。然而，一旦運(yùn)動開始，摩擦從靜態(tài)過渡到動態(tài)，這將需要過度增益并導(dǎo)致不穩(wěn)定性。
為了解決摩擦引起的問題，伺服控制器通常包括摩擦補(bǔ)償功能，可以在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呐ぞ兀ɑ蛄Γ?，克服摩擦而不失穩(wěn)。
摩擦補(bǔ)償大大改善了位置跟蹤誤差。
摩擦補(bǔ)償方法為前饋控制。前饋摩擦補(bǔ)償（尤其是靜摩擦）最常見的實(shí)現(xiàn)方式是將速度相關(guān)的前饋控制添加到當(dāng)前指令中。這增加了發(fā)送到電機(jī)的電流量，因此電機(jī)產(chǎn)生足夠的扭矩以克服高啟動（靜態(tài)）摩擦。
通過在電機(jī)電流中加入速度相關(guān)的前饋控制，可以在無振蕩或不穩(wěn)定的情況下減小由靜摩擦引起的跟蹤誤差。
前饋增益是一種控制動作。它估計(jì)控制算法的理想輸出，預(yù)測實(shí)現(xiàn)零誤差所需的命令，并將這些命令作為輔助信號注入控制回路。
然而，由于摩擦的減少——在許多情況下，摩擦?xí)@著減少——一旦運(yùn)動開始，“摩擦補(bǔ)償窗口”（羅克韋爾自動化公司使用的術(shù)語）也可以定義。此參數(shù)指定基于定位誤差量或軸速度應(yīng)用摩擦補(bǔ)償?shù)臅r間和程度。換句話說，摩擦補(bǔ)償窗口確保增加的扭矩足以滿足系統(tǒng)在任何給定時間點(diǎn)遇到的摩擦類型（靜態(tài)或動態(tài)）。
此圖顯示了一種類型的摩擦補(bǔ)償窗口。當(dāng)軸速度在規(guī)定極限之間時，摩擦補(bǔ)償電流與速度成正比，以解決靜摩擦問題。對于高于或低于這些限制的速度，摩擦補(bǔ)償電流是恒定的，以解決動態(tài)摩擦。
大多數(shù)伺服控制器提供摩擦補(bǔ)償，通常采用自動調(diào)整算法。盡管摩擦補(bǔ)償對于幾乎所有具有高靜摩擦的系統(tǒng)都很有用，但它最常用于需要非常精確的路徑跟蹤的應(yīng)用中，例如協(xié)調(diào)運(yùn)動和輪廓。
