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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于复合积分控制的滚珠丝杠传动误差补偿方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117031932B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310646291.0，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于复合积分控制的滚珠丝杠传动误差补偿方法是由陈鸿进;魏延岭;陈宇帆设计研发完成，并于2023-06-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于复合积分控制的滚珠丝杠传动误差补偿方法在说明书摘要公布了：一种基于复合积分控制的滚珠丝杠传动误差补偿方法，由于受到制造和装配误差等因素的影响，滚珠丝杠系统存在一定的误差和偏差，为了减小对机床系统的精度和性能的影响，设计了一种复合积分控制的误差补偿方法，考虑了摩擦力、刚度、导程误差和弹性变形的影响，首先，建立了相应的模型以此来估计相应的因素；其次，通过设计积分滑模面和误差观测器来减小滚珠丝杠复合控制系统中的误差和提高系统的抗干扰能力，保证闭环系统的稳定性，能够有效减小滚珠丝杠传动误差，对摩擦力、切削力等干扰的变化具有鲁棒性。

本发明授权一种基于复合积分控制的滚珠丝杠传动误差补偿方法在权利要求书中公布了：1.一种基于复合积分控制的滚珠丝杠传动误差补偿方法，包括如下步骤，其特征在于： 步骤1，对滚珠丝杠驱动器的非线性摩擦以及轴向和扭转振动进行了建模； 步骤2，对导程误差进行建模，所述建模包括一个重复的正弦模式和位置相关的线性偏移； 步骤3，建立滚珠丝杠传动器的简化模型，根据所建立的简化动态模型对弹性变形进行建模； 所述步骤3具体如下： 3.1.滚珠丝杠传动器的简化模型由以下公式表示： 其中，m1，m2分别是电机和工作台的等效惯性，b1表示电机和轴承处的粘性阻尼，b2表示导轨处的粘性阻尼，uT为电机到工作台的传递扭矩，u为控制信号，rc为摩擦力分布因子，且0≤rc≤1，ufric为非线性摩擦力，d为外部干扰，x1、分别为电机的位移、速度、加速度，x2、分别为工作台侧的位移、速度、加速度； 3.2.传动器的等效轴向柔度，即等效轴向刚度的倒数表达式如下： 其中，P1，P2由静态加载试验确定，P1表示等效轴向柔度函数中的常数项，它代表了在工作台位置变化时的基准柔度值，P2表示等效轴向柔度函数中与工作台位置线性相关的系数，它表明工作台位置变化对等效轴向柔度的贡献程度； 3.3.弹性变形由传递扭矩除以等效轴向刚度得到，由如下公式表示： uT由式4得到： 将式5和式7带入式6，得到的弹性变形模型如下： 步骤4，确定工作台位置和控制信号关系； 具体如下： 其中，Je＝m1+m2为传动器等效惯性，Be＝b1+b2为传动器粘性阻尼； 传动器的速度由式9表示为： 步骤5，定义积分滑模面，具体定义如下： 其中，γ是滑模面的比例增益参数，它控制着滑模面的斜率，即滑模面的敏感程度，λ是滑模面的积分增益参数，它用于对位置误差的积分项进行调节，以消除系统的稳态误差，xcr＝xr+ED‑LE为修正后的位置指令，x是工作台的实际位置，LE是导程误差模型，ED是弹性变形模型； 步骤6，假设滚珠丝杠传动的惯性和粘性阻尼变化缓慢且不显著，外部扰动的变化认为是恒定的，而且是有界的； 所述步骤6外部扰动通过以下观测器来跟踪： 其中，T为控制周期，k为控制间隔计数器，ρ是参数自适应增益，为观测的扰动一阶导数，κ用于限制扰动的积分控制动作： 步骤7，定义李雅普诺夫函数； 步骤8，定义李雅普诺夫函数的一阶导数： 步骤9，得复合积分控制律形式为： 其中，Ks为反馈增益； 将控制律写成前馈和反馈的形式，前馈为反馈的形式如下： 步骤10，为了确保为弹性变形估计而建立的二次正反馈回路不会危及整个系统的稳定性，需要引入低通滤波器，降低弹性变形估计速度，步骤11，为了防止应用零速度位置命令时闭环系统进入极限环，还需要一个死区滤波器； 步骤12，为确保闭环控制不危及滚珠丝杠传动的安全运行，需对回路传递函数进行频域稳定性分析，采用奈奎斯特稳定性判据。

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