A new friction model for simulation, estimation and motion control

Abstract

International audienceThis paper presents a new model of friction forces intended to be used for designing motion controllers and system simulation and estimation. The model is based on physical insights and captures the behavior of friction forces with respect to the slip velocities. Compared with existent models, this model is very simple, requiring a small number of parameters to be tuned. Motivated by the nature of induced forces of friction, the behavior of friction forces has been modeled as a Steinmetz equivalent circuit, which includes particular dissipation terms. Simulated examples illustrate the effectiveness of the model in capturing the behavior of friction forces observed in nature.Cet article présente un nouveau modèle de forces de frottement destiné à être utilisé pour la conception de contrôleurs de mouvement et pour la simulation et l'estimation de systèmes. Le modèle est basé sur des connaissances physiques et capture le comportement des forces de frottement par rapport aux vitesses de glissement. Comparé aux modèles existants, ce modèle est très simple et nécessite peu de paramètres à régler. En particulier, le modèle proposé est écrit en termes de paramètres qui peuvent avoir une signification physique. Motivé par la nature des forces de frottement induites, le comportement des forces de frottement a été modélisé comme un circuit équivalent de Steinmetz, qui inclut des termes de dissipation particuliers. Des exemples simulés illustrent l'efficacité du modèle à capturer le comportement des forces de frottement observées dans la nature