[发明专利]近场电流体动力喷印工作电压具有短延迟时间的控制方法

说明书

本发明提供一种近场电流体动力喷印工作电压具有短延迟时间的控制方法，包括如下步骤：进行初始化，输入近场电流体动力喷印设备的工作电压，获取实际电压；根据工作电压和实际电压，计算误差电压；构建近场电流体动力喷印设备的缩短工作电压延迟时间的输入电压模型，得到输入电压；将得到的输入电压传输到近场电流体动力喷印设备的高压电源；获取近场电流体动力喷印设备的高压电源的实际电压，判断获取的实际电压是否等于工作电压；当实际电压等于工作电压时，近场电流体动力喷印设备进行图案喷印。本发明的有益效果是，有效控制近场电流体动力喷印设备的工作电压的延迟时间，从而提高近场电流体动力喷印图案的质量。

技术领域

本发明涉及一种电流体动力喷印领域，具体涉及一种近场电流体动力喷印工作电压具有短延迟时间的控制方法。

背景技术

近场电流体动力喷印技术是在电场作用力下微毛细管喷嘴产生射流或液滴在承印物上喷印微纳米图案。作为一种新型的非接触式印刷，近场电流体动力喷印技术在微纳器件制造领域得到广泛关注。近场电流体动力喷印技术能够喷印各种有序的微/纳米图案，如连续直线、平行线、网格线、圆弧线、曲线、串珠结构等多种形状。在信息、能源、生物医学、国防等领域具有广泛的应用前景，如可穿戴式传感器、柔性电子、微电子机械系统、生物传感器、气体传感器、纳米发电机、晶体管，组织工程和光学器件等。

近场电流体动力喷印是在电场、流场、运动场等多物理场多参数耦合作用下形成的喷印图案，基于开环控制的近场电流体动力喷印技术难以保证喷印图案的质量。为提高近场电流体动力喷印图案的质量，在近场电流体动力喷印过程中，进行全闭环控制，实时控制喷印图案，根据喷印图案的状态实时调整多个工艺参数，如工作电压、喷射高度、流量、基板运动速度等，实现近场电流体动力喷印图案的精确成形。电流体动力喷印设备所施加的工作电压一般为几百伏特到几千伏特，当输入一定的输入电压时，实际电压上升或下降到输入电压值，由于硬件电路的影响，需要经过较长的时间，在近场电流体动力喷印全闭环控制过程中，较大的延迟时间对近场电流体动力喷印图案质量将会产生较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种近场电流体动力喷印工作电压具有短延迟时间的控制方法，有效控制近场电流体动力喷印设备的工作电压的延迟时间，缩短工作电压的变化时间，从而提高近场电流体动力喷印图案的质量。

一种近场电流体动力喷印工作电压具有短延迟时间的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：对近场电流体动力喷印控制系统进行初始化设置，并设置近场电流体动力喷印设备的工作电压v_w；

步骤二：获取近场电流体动力喷印设备的高压电源的实际电压v_a；

步骤三：根据步骤一的工作电压v_w和步骤二的实际电压v_a，计算误差电压Δv，Δv＝v_w-v_a；

步骤四：根据步骤三的工作电压v_w和误差电压Δv，构建近场电流体动力喷印设备的缩短工作电压延迟时间的输入电压模型v_r＝k_fv_w+k_eΔv，其输入电压为v_r；

式中：k_f为前馈电压系数，k_f＞0，k_e为误差电压系数，k_e＞0；

步骤五：将得到的输入电压v_r传输到近场电流体动力喷印设备的高压电源；

步骤六：获取近场电流体动力喷印设备的高压电源的实际电压v_a，判断获取的实际电压v_a是否等于近场电流体动力喷印的工作电压v_w，如果是，执行步骤七，否则，重复步骤二至步骤六；