1.一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：考虑挖掘机电液伺服系统的液压缸行程特征，构建挖掘机电液伺服系统摩擦模型；

步骤2：进行恒速分段轨迹跟踪测试，获取挖掘机电液伺服系统的摩擦数据；

步骤3：根据挖掘机电液伺服系统的摩擦数据，利用改进粒子群算法，辨识挖掘机电液伺服系统摩擦模型未知参数，将辨识的挖掘机电液伺服系统摩擦模型未知参数代入挖掘机电液伺服系统摩擦模型，获得完整的挖掘机电液伺服系统摩擦模型；

步骤4：根据挖掘机负载压力，完整的挖掘机电液伺服系统摩擦模型计算的实际摩擦，计算挖掘机电液伺服系统反馈，根据挖掘机电液伺服系统反馈计算摩擦补偿量，在挖掘机电液伺服系统PID控制信号上叠加摩擦补偿量；

所述挖掘机电液伺服系统摩擦模型，计算公式如下：

其中，Ff为挖掘机电液伺服系统实际摩擦，y为液压缸位移，z为鬃毛的平均变形，v为电液伺服系统液压缸运动速度，fm(y)为静摩擦力系数，fc(y)为库仑摩擦力系数，vs(y)为斯特里贝克曲线速度，σ0(y)为是鬃毛刚度系数，σ1(y)是鬃毛阻尼系数，σ2(y)是黏性阻尼系数，g(v)是斯特里贝克曲线现象，v2和v1为切换速度，v2>v1；

所述步骤2，具体步骤如下：

S2.1、设定挖掘机电液伺服系统的液压缸摩擦测试一个行程为a，液压缸的全部有效行程为b，将全部有效行程分为[b/a]段行程；

S2.2、依次将[b/a]段行程的液压缸期望轨迹设定为三角波，三角波轨迹下液压缸做匀速运动，加速度为0，根据公式(1)中的挖掘机电液伺服系统摩擦模型得到静态理论摩擦Ffj，其表达式如下：静态理论摩擦Ffj模型表达式中，需待辨识未知参数为fm(y)、fc(y)、vs(y)和σ2(y)；

S2.3、依次采集[b/a]段行程的液压缸有杆腔和无杆腔内的工作压力，获取实际每段行程的静态摩擦实验值Ffcj，其计算公式如下：Fcj＝A1p1‑A2p2‑Fl (3)

其中，A1和A2分别为无杆腔和有杆腔的有效工作区域，p1是无杆腔压力，p2为有杆腔压力，Fl为外负载力；

静态参数辨识的目标是寻求一组最佳参数fm(y)、fc(y)、vs(y)、σ2(y)使得静态摩擦实验值Ffcj与建立的静态理论摩擦Ffj尽量相等，如下式：实际辨识过程中采用两者的最小平方和作为静态参数辨识的目标函数J1，如下式：其中，k为第k个速度下的测量值，n为总测量数；

S2.4、依次将[b/a]段行程的挖掘机电液伺服系统的控制信号设定为ystep小幅值阶跃信号，使挖掘机电液伺服系统处于预滑动状态，预滑动状态下，根据公式(1)中的挖掘机电液伺服系统摩擦模型得到动态理论摩擦Ffd，其表达式如下：动态理论摩擦Ffd模型表达式中，需待辨识未知参数为σ0(y)和σ1(y)；

采集有杆腔和无杆腔内的工作压力，获得每段行程的动态摩擦实验数据Ffcd，其计算公式如下：其中，m是液压缸所带运动部件的等效质量，是加速度，pL是负载压力，Fl为外负载力；

实际辨识过程中采用两者的最小平方和作为动态参数辨识的目标函数J2，如下式：其中，r为第r个速度下的测量值，u为总测量数。

2.根据权利要求1所述的一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：所述步骤3，具体步骤如下：

S3.1：建立辨识目标函数J和适应度值f，寻得一组最佳参数使得实验测量的电液伺服系统摩擦数据与建立的挖掘机电液伺服系统摩擦模型尽量相等；当J为静态时，J＝J1，当J为动态时，J＝J2；适应度f为1/J；

S3.2：初始化粒子设置，设置种群数量M、最大迭代次数Tmax、fm(y)、fc(y)、vs(y)和σ2(y)的初值；

S3.3：更新粒子的位置和速度，更新粒子i的速度 和位置 计算公式如下：其中，pid为粒子i的最佳位置，pgd为所有粒子经历的全局最佳位置，d＝1，2，…，D，D为搜索空间维度，ω为惯性权重，c1、c2为学习系数， 为当前时刻t粒子i的速度和位置，r1，r2为随机数；

S3.4：计算每个粒子的适应度值，将单个粒子的个体和全局适应度值与最佳的个体和全局适应度值进行比较，保留最优值；

*

S3.5：根据精英变异策略Pg最佳全局位置，与原有适应度值比较，保留最优值；

S3.6：如果满足预定最小误差或达到最大迭代次数，则输出静态参数最优解，不满足条件，返回步骤3.3；

S3.7：将步骤3.2中的静态参数fm(y)、fc(y)、vs(y)和σ2(y)的初值换成动态参数σ0(y)和σ1(y)的初值；设置待辨识动态参数的位置区间和速度区间；基于已辨识出的静态参数，进行动态参数的辨识，继续执行步骤3.3至步骤3.6，输出动态参数最优解；

S3.8：依次辨识每一个行程摩擦参数，直至辨识完成电液伺服系统液压缸划分的整个行程，建立完整的挖掘机电液伺服系统摩擦模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：所述惯性权重ω，计算公式如下：

其中，fi是粒子i的适应度值，对应的是一组摩擦参数，ωmax和ωmin是ω的最大值和最小值，favg和fmax分别是当前所有粒子的平均适应度值和最小适应度值。

4.根据权利要求2所述的一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：所述学习系数c1、c2，计算公式如下：

其中，c11、c12是c1的初始值和最终值，c21、c22是c2的初始值和最终值，t是当前迭代次数，Tmax是最大迭代次数。

5.根据权利要求4所述的一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：*

所述精英变异策略Pg，计算公式如下：

其中，M是种群数量，vid是第i个粒子运动速度，Pg为所有粒子经历的全局最佳位置，Pi为第i个粒子经历的全局最佳位置，r是粒子的历史和当前全局最佳位置之间的距离，rmax是粒子的历史和当前全局最佳位置之间的最大距离。

6.根据权利要求1所述的一种基于行程特性的挖掘机摩擦补偿控制方法，其特征在于：所述挖掘机电液伺服系统反馈E计算公式如下：

其中，V为液压缸等效容积，n为液压缸两腔的流量比，βe为有效体积弹性模量，Kt为总流量压力系数，s为拉普拉斯算子，T为时间常数，Ka为放大器增益，Kb为电流增益，Kq为流量增益系数，A1为无杆腔的有效工作区域，pL是负载压力，Ff为挖掘机电液伺服系统实际摩擦。