[发明专利]一种非牛顿流体微涂覆系统及控制方法

权利要求书

1.一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，包括非牛顿流体材料装载机构、流体建模单元、智能反馈涂覆控制单元；

所述非牛顿流体材料装载机构包括储料压力装置和喷嘴装置，储料压力装置通过进料管道与喷嘴装置连接；

所述流体建模单元用于对非牛顿流体的非线性特性进行过程分析并建立非牛顿流体微涂覆模型；

所述智能反馈涂覆控制单元根据压力变化和流量变化进行流速控制，具体包括上位机、信号输入模块、控制器、被控对象模块、检测单元、执行模块；所述上位机用于设定控制器的输入期望值，并监视其变化，进而控制系统执行参数调节指令；所述信号输入模块用于输入信号，所述控制器用于接收信号并处理，得到控制策略；所述被控对象模块包括储料压力装置和喷嘴装置；所述检测单元包括用于获取储料压力桶压力变化的压力检测单元和用于获取进料管道流量变化的流量检测单元；所述执行模块包括储料压力装置和喷嘴装置，通过非牛顿流体微涂覆模型，对非牛顿流体材料装载机构中的流体流速进行反馈控制。

2.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，所述储料压力装置包括储料压力桶和第一气压控制单元，所述储料压力桶通过第一气压控制单元控制储料压力桶的气压；所述喷嘴装置包括料缸和改变流体流量大小的第二气压控制单元、第三气压控制单元以及用于喷涂出口的喷嘴。

3.根据权利要求2所述的一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，所述第一气压控制单元为调压阀门，所述第二气压控制单元为顶针式阀门，所述第三气压控制单元为雾化气压阀门。

4.根据权利要求2所述的一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，所述喷嘴为刚性管道，喷嘴直径小于料缸直径。

5.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，所述流体建模单元采用幂律方程作为非牛顿流体的本构方程，对非牛顿流体的非线性特性进行过程分析并建立非牛顿流体微涂覆模型。

6.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，所述压力检测单元为压力传感器，所述流量检测单元为流量传感器。

7.根据权利要求1所述的一种非牛顿流体微涂覆系统，其特征在于，所述上位机内置通信控制卡，所述上位机与控制器进行双向通信。

8.一种非牛顿流体微涂覆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定初始参数和期望流速，所述初始参数包括温度值、雾化气压值、粘度值、供料气压值、喷涂高度、喷涂时间；

将非牛顿流体涂覆材料装入储料桶，并通过调压阀门控制压缩空气进入储料桶，使非牛顿流体涂覆材料被压入进料管道后进入料缸；

流体建模单元根据非牛顿流体的粘度变化及流体的动量守恒定律建立非牛顿流体微涂覆模型；

启动涂覆动作，顶针式阀门发送启动信号，并开始运动；

计算流速实测值和设定值之间误差值，判断其误差值是否大于阈值，若误差值大于阈值，则控制器割据非牛顿流体材料装载机构压力变化和流量变化进行流速控制，修正参数后再继续涂覆；否则参数不变，进行下一次涂覆；

智能反馈涂覆单元通过对检测实际对象的输出信号和模型对象的输出信号进行计算得到误差反馈信号，控制器接收信号输入模块的给定信号和误差反馈信号，经过处理，制定控制策略，进而对系统进行调整控制。