摩擦现象广泛存在于接触且产生相对运动的物体中。在机床进给系统中，非线性摩擦所引起的系统速度、位移跟踪误差严重影响了系统的运动性能。因此，建立机床进给系统精确的摩擦模型同时对摩擦干扰进行有效的补偿具有重要意义。本文对机床进给系统摩擦建模与补偿理论进行了深入研究。主要工作如下:　　首先，基于粘性摩擦实际特性对经典的LuGre模型进行了修正，提出了一种基于LuGre的分段摩擦模型。该模型对系统的摩擦在速度区间上进行分段建模:在低速区间，摩擦模型仍采用LuGre模型;在高速的粘滑区间，采用对数模型对粘性摩擦进行建模，该对数模型能够精确描述“粘性摩擦增加的速率随着速度增加而减小”的现象。　　建立了基于LuGre的分段摩擦模型的Simulink仿真模型。利用此仿真模型仿真得出摩擦的预滑动特性、变临界摩擦力特性以及滞后等摩擦动态特性，同时仿真得出了摩擦所引起的机床进给系统“低速爬行”现象、“极限环振荡”现象以及双向速度跟踪时的“过零”畸变，位置跟踪时的“平顶”现象。仿真结果表明了所提模型对摩擦进行表征的准确性。　　在分析非线性最小二乘、遗传算法对非线性摩擦模型待定参数的辨识效果基础上，提出了一种基于混合遗传算法的摩擦模型参数辨识方法，引入了基于爬山搜索的局部搜索算子对种群个体进行操作，提高了算法局部寻优能力。仿真结果表明所提方法对摩擦模型参数辨识具有较高的精度。　　最后，设计了基于所提分段摩擦模型的补偿策略，在Simulink平台中建立了补偿策略的仿真模型，利用所建仿真模型验证了补偿策略的效果。在机床进给实验平台上进行了摩擦建模与补偿的实验分析，验证了基于模型的摩擦补偿策略的可行性与有效性。