[发明专利]一种基于自抗扰控制的荧光粉胶微涂覆系统及方法

权利要求书

1.一种基于自抗扰控制的荧光粉胶微涂覆系统，其特征在于，包括工控机、微涂覆自抗扰控制单元和荧光粉胶材料装载及喷涂机构；

所述的工控机用于控制系统的执行动作、设定自抗扰控制器的输入参数以及监视被控变量的状态变化；

所述微涂覆自抗扰控制单元包括：喷头内部荧光粉胶粘度控制单元、荧光粉胶入口处流速控制单元、喷头内部雾化气压控制单元；各控制单元均基于自抗扰控制器内部的优化控制算法对微涂覆过程进行自抗扰控制；

其中，所述粘度控制单元采用包裹在喷嘴处的电热元件和温度检测元件进行加热恒温控制从而控制荧光粉胶粘度；所述流速控制单元采用可调可控的供料气压阀，并采用激光测厚装置测量喷涂的荧光粉涂层厚度并反馈到输入端从而控制荧光粉胶流速；所述雾化气压控制单元采用可调可控的雾化气压阀，并采用机器视觉模块检测雾化均匀度并反馈到输入端进而控制雾化气压大小；

所述荧光粉胶材料装载及喷涂机构包括荧光粉胶供料料桶和雾化喷头；

所述工控机与自抗扰控制器数据连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于自抗扰控制的荧光粉胶微涂覆系统，其特征在于，所述微涂覆自抗扰控制单元中，粘度控制单元包括输入信号模块、自抗扰控制器、被控对象、电热元件、温度检测元件；流速控制单元包括输入信号模块、自抗扰控制器、被控对象、供料气压阀、激光测厚装置；雾化气压控制单元包括输入信号模块、自抗扰控制器、被控对象、雾化气压阀、机器视觉监测模块；其中输入信号模块、温度检测元件、激光测厚装置、机器视觉检测模块分别通过自抗扰控制器的多输入端进行子连接，差值信号经由控制器内部运算产生优化的控制策略，在控制器的输出端控制执行器动作，从而控制被控对象。

3.根据权利要求2所述的一种基于自抗扰控制的荧光粉胶微涂覆系统，其特征在于，所述自抗扰控制器均内置离散二阶自抗扰控制器算法，所述自抗扰控制器包括：跟踪分离器、扩张状态观测器、非线性反馈器；

其中，所述跟踪分离器用于接收输入信号v₀，产生输入信号的过渡过程跟踪信号x₁及其微分信号x₂；

所述扩张状态观测器用于接收检测变送机构的输出信号y，产生实际输出信号的跟踪信号z₁及其微分信号z₂，从而送至输入端与x₁,x₂求差值得到跟踪误差信号和微分误差信号e₁,e₂；并接收控制信号u后经内部算法计算得到总扰动观测量z₃；

所述用于接收过度过程的跟踪误差信号和微分误差信号经内部最优控制函数计算可得控制信号，并通过扰动布行可得到最终的控制量。

4.根据权利要求3所述的一种基于自抗扰控制的荧光粉胶微涂覆系统，其特征在于，所述跟踪微分器内置的算法如下：

式中v₀为输入设定值，x₁为对输入信号的快速跟踪信号，x₂为跟踪输入信号的广义微分，k为离散时间因子，r是决定跟踪快慢的速度因子参数，h为积分步长，h₀是决定滤波效果的滤波因子参数，fst为快速控制最优综合函数。

5.根据权利要求3所述的一种基于自抗扰控制的荧光粉胶微涂覆系统，其特征在于，所述扩张状态观测器内置的算法如下：

式中β₀₁，β₀₂，β₀₃为输出误差校正增益的三个分量，z₁,z₂,z₃为扩张状态观测器对荧光粉胶的状态变量的三个估计分量，α,α₁,α₂为指数函数的幂，e为输出估计误差，sign(·)为符号函数，b₀为与被控对象相关的参数,x为函数fal的自变量，u为控制量，fal(·)为抑制信号抖振的饱和函数，δ为影响控制器的线性性质参数。