CN112632800B - 一种3d盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备，通过将3D盖板玻璃模具的温度设定曲线分为多个温度区间，针对每个温度区间分别建立温度控制模型形式并进行参数辨识，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式，再通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的统一形式的控制器增量表达式，最后计算得到当前控制器的输出量，可以克服由于温度变化引起的3D盖板玻璃模具控制模型的变化，得到能够精确地匹配全部温度区间的控制模型，避免依赖单一模型进行控制导致在加热时造成加热丝温度过高，且长时间回不来从而造成产品温度过冲大的问题，从而提高模具温度控制精度。
Description
技术领域
本申请涉及3D盖板玻璃温度控制技术领域，特别涉及一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备。
背景技术
随着无线充电技术和柔性OLED的广泛应用，盖板玻璃需要配合做成曲面形状，业内称作3D盖板玻璃。目前众多手机厂商旗舰机型均推出3D盖板机型，3D玻璃盖板能与中框180度平滑衔接，更符合人体工程学原理，从而大幅提高了滑动屏幕的手感体验。玻璃材质在防电磁屏蔽、可加工性、美感等方面优于金属、塑料材质，手机厂商为了产品差异化和无线充电技术的需要，也采用3D玻璃取代金属或塑料后盖。而热弯成型工艺是目前3D玻璃的主流成型工艺。
在热弯成型过程中，温度和压力是最重要的控制参数，温度和压力在热弯成型临界点附近细微变化，就会使热弯成型发生显著改变，如温度设置过低容易造成玻璃未达到变形点温度而受压破碎；温度设置过高会导致玻璃过度变形，引起玻璃发生弯曲，严重时甚至会在受力状态下发生碎裂。然而现有的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法普遍存在控制精度低的问题，因此有必要提出控制精度更高的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，以更好地适应工艺的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备，能够实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制，提高3D盖板玻璃成型的良品率和品质。
本发明第一方面提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，包括：
获取3D盖板玻璃模具的温度设定曲线，以预设温度点为基准，将所述温度设定曲线分为N个温度区间；其中，N为大于2的正整数；
针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对所述温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型；
根据所述辨识后的温度控制模型，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式；
通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式；
根据所述拟合后的控制器增量表达式，计算得到当前控制器的输出量。
优选地，所述针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对所述温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型，包括：
针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式；
对所述温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，得到对应的所述温度控制模型的通用差分方程形式；
通过最小二乘法对所述温度控制模型的通用差分方程形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
优选地，所述温度控制模型的传递函数形式具体为：
式中，VT(s)代表3D盖板玻璃模具温度，UT(s)代表控制器输出PWM占空比，K代表增益，T代表惯性时间常数，s代表复域变量，e代表自然对数的底，τ代表滞后时间常数；
所述温度控制模型的通用差分方程形式具体为：
(1+az-1)v(k)＝(1+bz-1)u(k-1)z-d+e(k)；
其中，温度控制模型的纯滞后参数d＝τ/ts；
式中，a、b代表待辨识参数，z-1代表单位延迟因子，v(k)代表3D盖板玻璃模具在k时刻的温度值，u(k-1)代表控制器在k-1时刻的输出PWM占空比，e(k)代表k时刻的辨识误差，ts代表采样时间周期。
优选地，所述根据所述辨识后的温度控制模型，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式，包括：
根据所述辨识后的温度控制模型，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制丢番图算法计算控制器系数；
根据所述控制器系数，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式。
优选地，所述每个所述温度区间对应的控制器增量表达式具体为：
Δu＝(GTG+λI-1)GT[v*-Fv(k)-HΔu(k-d-1)]；
其中，在k-d-1时刻控制器增量Δu(k-d-1)=u(k-d-1)-u(k-d-2)；
式中，G、F、H代表利用标准的广义预测控制丢番图算法计算出的控制器系数，T代表矩阵转置计算，λ代表指定柔化系数，I代表单位对角矩阵，-1代表矩阵求逆计算，v(k)代表3D盖板玻璃模具在k时刻的温度值，u(k-d-1)代表控制器在k-d-1时刻的输出PWM占空比，u(k-d-2)代表控制器在k-d-2时刻的输出PWM占空比。
优选地，所述通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式，包括：
在每个所述温度区间中选取至少一个温度工作点，确定每个所述温度区间对应的控制器增量表达式在所述温度工作点的常数系数；其中，所述常数系数为由所述待辨识参数确定的常数系数；
根据所述常数系数，通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式。
本发明第二方面提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统，包括：
区间分段模块，用于获取3D盖板玻璃模具的温度设定曲线，以预设温度点为基准，将所述温度设定曲线分为N个温度区间；其中，N为大于2的正整数；
模型辨识模块，用于针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对所述温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型；
表达式计算模块，用于根据所述辨识后的温度控制模型，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式；
表达式拟合模块，用于通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式；
输出量计算模块，用于根据所述拟合后的控制器增量表达式，计算得到当前控制器的输出量。
优选地，所述模型辨识模块包括：
模型建立单元，用于针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式；
离散化处理单元，用于对所述温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，得到对应的所述温度控制模型的通用差分方程形式；
参数辨识单元，用于通过最小二乘法对所述温度控制模型的通用差分方程形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
优选地，所述表达式计算模块包括：
第一计算单元，用于根据所述辨识后的温度控制模型，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制丢番图算法计算控制器系数；
第二计算单元，用于根据所述控制器系数，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式。
本发明第三方面提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法的步骤。
本发明提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备，通过将3D盖板玻璃模具的温度设定曲线分为多个温度区间，针对每个温度区间分别建立温度控制模型形式并进行参数辨识，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式，再通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的统一形式的控制器增量表达式，最后计算得到当前控制器的输出量，可以克服由于温度变化引起的3D盖板玻璃模具控制模型的变化，得到能够精确地匹配全部温度区间的控制模型，避免依赖单一模型进行控制导致在加热时造成加热丝温度过高，且长时间回不来从而造成产品温度过冲大的问题，从而提高模具温度控制精度，与现有技术相比，能够实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制，提高3D盖板玻璃成型的良品率和品质。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例一方面提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，请参阅图1，该方法包括：
步骤S110、获取3D盖板玻璃模具的温度设定曲线，以预设温度点为基准，将温度设定曲线分为N个温度区间；其中，N为大于2的正整数。
本发明实施例中，3D盖板玻璃模具的温度设定曲线为根据工艺设定，温度变化范围约为0～700℃，以预设温度点为基准，将温度设定曲线分为多个温度区间。具体实施时，预设温度点可以选取三个典型的温度点，将温度设定曲线分为三个温度区间，分别为0～360℃的低温温度区间、360℃～530℃的中温温度区间和530℃～700℃的高温温度区间。
步骤S120、针对每个温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
本发明实施例中，将3D盖板玻璃模具的温度设定曲线分为低温温度区间、中温温度区间和高温温度区间后，分别建立温度控制模型形式，并进行参数辨识，分别得到辨识后的低温温度区间、中温温度区间和高温温度区间的温度控制模型。
步骤S130、根据辨识后的温度控制模型，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式。
本发明实施例中，温度控制模型的参数辨识完成后，进入控制器的配置阶段，其中，控制器为增量式控制器，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式。
步骤S140、通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式。
本发明实施例中，计算出每个温度区间对应的控制器增量表达式后，通过拟合算法进行二次拟合，可以得到拟合后的统一形式的控制器增量表达式，以匹配全部的温度区间，克服由于温度变化引起的3D盖板玻璃模具控制模型的变化，避免依赖单一模型进行控制导致在加热时造成加热丝温度过高，且长时间回不来从而造成产品温度过冲大的问题，从而提高模具温度控制精度。
步骤S150、根据拟合后的控制器增量表达式，计算得到当前控制器的输出量。
本发明实施例中，根据拟合后的控制器增量表达式，结合当前测量的3D盖板玻璃模具的温度值，可以得到当前的控制器增量，从而计算得到当前控制器的输出量，即当前控制器的输出PWM占空比，将其输出至3D盖板玻璃模具的加热丝，实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制。具体实施时，当前3D盖板玻璃模具的温度值可以通过热电偶传感器进行测量。
以上可知，本发明实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，通过将3D盖板玻璃模具的温度设定曲线分为多个温度区间，针对每个温度区间分别建立温度控制模型形式并进行参数辨识，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式，再通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的统一形式的控制器增量表达式，最后计算得到当前控制器的输出量，可以克服由于温度变化引起的3D盖板玻璃模具控制模型的变化，得到能够精确地匹配全部温度区间的控制模型，避免依赖单一模型进行控制导致在加热时造成加热丝温度过高，且长时间回不来从而造成产品温度过冲大的问题，从而提高模具温度控制精度，与现有技术相比，能够实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制，提高3D盖板玻璃成型的良品率和品质。
作为本发明优选的实施方式，上述实施例中，步骤S120包括：
针对每个温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式；
对温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，得到对应的温度控制模型的通用差分方程形式；
通过最小二乘法对温度控制模型的通用差分方程形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
进一步地，上述实施例中，温度控制模型的传递函数形式具体为：
式中，VT(s)代表3D盖板玻璃模具温度，UT(s)代表控制器输出PWM占空比，K代表增益，T代表惯性时间常数，s代表复域变量，e代表自然对数的底，τ代表滞后时间常数。
更进一步地，上述实施例中，温度控制模型的通用差分方程形式具体为：
(1+az-1)v(k)＝(1+bz-1)u(k-1)z-d+e(k)；
其中，温度控制模型的纯滞后参数d＝τ/ts；
式中，a、b代表待辨识参数，z-1代表单位延迟因子，v(k)代表3D盖板玻璃模具在k时刻的温度值，u(k-1)代表控制器在k-1时刻的输出PWM占空比，e(k)代表k时刻的辨识误差，ts代表采样时间周期。
本发明实施中，针对低温温度区间、中温温度区间和高温温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式，设定采用周期ts对温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，分别转换为通用差分方程形式，通过标准的最小二乘法可以获取温度控制模型的待辨识参数(a,b)。具体实施时，采样时间周期ts可以选用PWM功率管的开关周期。
作为本发明优选的实施方式，上述实施例中，步骤S130包括：
根据辨识后的温度控制模型，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制丢番图算法计算控制器系数；
根据控制器系数，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式。
进一步地，上述实施例中，每个温度区间对应的控制器增量表达式具体为：
Δu＝(GTG+λI-1)GT[v*-Fv(k)-HΔu(k-d-1)]；
其中，在k-d-1时刻控制器增量Δu(k-d-1)＝u(k-d-1)-u(k-d-2)；
式中，G、F、H代表利用标准的广义预测控制丢番图算法计算出的控制器系数，T代表矩阵转置计算，λ代表指定柔化系数，I代表单位对角矩阵，-1代表矩阵求逆计算，v(k)代表3D盖板玻璃模具在k时刻的温度值，u(k-d-1)代表控制器在k-d-1时刻的输出PWM占空比，u(k-d-2)代表控制器在k-d-2时刻的输出PWM占空比。
本发明实施例中，根据温度控制模型的待辨识参数(a，b)，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制求解GPC(中文名称：丢番图，英文名称：Diophantine)方程可以计算控制器系数G、F、H，并由此计算得到每个温度区间对应的控制器增量表达式(广义预测控制器的标准形式)。其中，广义预测控制最初由Clarke和其合作者于1987年提出，具有预测模型、滚动优化和反馈校正等基本特征，呈现出优良的控制性能和鲁棒性，广泛应用于工业过程控制中，而G、F、H为标准的广义预测控制丢番图算法定义的系数。具体实施时，指定柔化系数λ的值取0.1～0.6。
作为本发明优选的实施方式，上述实施例中，步骤S140包括：
在每个温度区间中选取至少一个温度工作点，确定每个温度区间对应的控制器增量表达式在温度工作点的常数系数；其中，常数系数为由待辨识参数确定的常数系数；
根据常数系数，通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式。
本发明实施例中，由于控制器系数G、F、H为通过待辨识参数(a，b)计算得到，因此每个温度区间对应的控制器增量表达式可以转换为：
其中，g(a，b)、f(a，b)、h(a，b)为由待辨识参数(a，b)确定的常数系数。在低温温度区间、中温温度区间和高温温度区间内分别选取一个典型的温度工作点，记为(T1、T2、T3)，分别计算(T1、T2、T3)对应的待辨识参数(a，b)，并确定相应的常数系数g(a，b)、f(a，b)、h(a，b)，通过标准的拟合算法进行二次拟合，可以得到拟合后的控制器增量表达式：
Δu＝ga，b(v(k))v*-fa，b(v(k))v(k)-ha，b(v(k))Δu(k-d-1)；
其中，ga，b(v(k))、fa，b(v(k))、ha，b(v(k))为随3D盖板玻璃模具在k时刻的具体温度值v(k)变化而变化的系数。
进一步地，上述实施例中，当前控制器的输出量具体为：
u(k)＝u(k-1)+Δu；
其中，u(k)为控制器在k时刻的输出PWM占空比，即当前控制器的输出量，u(k-1)为控制器在k-1时刻的输出PWM占空比。
本发明实施例另一方面提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统，下文描述的该系统可以与上文描述的方法相互对应参照。
请参阅图2，该系统包括：
区间分段模块210，用于获取3D盖板玻璃模具的温度设定曲线，以预设温度点为基准，将温度设定曲线分为N个温度区间；其中，N为大于2的正整数；
模型辨识模块220，用于针对每个温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型；
表达式计算模块230，用于根据辨识后的温度控制模型，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式；
表达式拟合模块240，用于通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式；
输出量计算模块250，用于根据拟合后的控制器增量表达式，计算得到当前控制器的输出量。
作为本发明优选的实施方式，上述实施例中，模型辨识模块220包括：
模型建立单元，用于针对每个温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式；
离散化处理单元，用于对温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，得到对应的温度控制模型的通用差分方程形式；
参数辨识单元，用于通过最小二乘法对温度控制模型的通用差分方程形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
作为本发明优选的实施方式，上述实施例中，表达式计算模块230包括：
第一计算单元，用于根据辨识后的温度控制模型，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制丢番图算法计算控制器系数；
第二计算单元，用于根据控制器系数，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式。
作为本发明优选的实施方式，上述实施例中，表达式拟合模块240包括：
系数确定单元，用于在每个温度区间中选取至少一个温度工作点，确定每个温度区间对应的控制器增量表达式在温度工作点的常数系数；其中，常数系数为由待辨识参数确定的常数系数；
表达式拟合单元，用于根据常数系数，通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式。
以上可知，本发明实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统，通过将3D盖板玻璃模具的温度设定曲线分为多个温度区间，针对每个温度区间分别建立温度控制模型形式并进行参数辨识，分别计算每个温度区间对应的控制器增量表达式，再通过拟合算法对各个温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的统一形式的控制器增量表达式，最后计算得到当前控制器的输出量，可以克服由于温度变化引起的3D盖板玻璃模具控制模型的变化，得到能够精确地匹配全部温度区间的控制模型，避免依赖单一模型进行控制导致在加热时造成加热丝温度过高，且长时间回不来从而造成产品温度过冲大的问题，从而提高模具温度控制精度，与现有技术相比，能够实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制，提高3D盖板玻璃成型的良品率和品质。
上文中提到的3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统是从功能模块的角度描述，进一步的，本发明实施例又一方面提供一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制设备，是从硬件角度描述。
请参阅图3，该设备包括：
存储器310，用于存储计算机程序；
处理器320，用于执行计算机程序时实现如上述任意实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法的步骤。
其中，处理器320可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器320可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器320也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器320可以集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器320还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器310可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器310还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器310至少用于存储以下计算机程序，其中，该计算机程序被处理器320加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法的相关步骤。另外，存储器310所存储的资源还可以包括操作系统和数据等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统可以包括Windows、Unix、Linux等，数据可以包括但不限于测试结果对应的数据等。
本发明实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制设备的各功能模块的功能可根据上述任意方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述任意方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制设备，能够实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制，提高3D盖板玻璃成型的良品率和品质。
可以理解的是，如果上述任意实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
有鉴于此，本发明实施例又一方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任意实施例提供的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法的步骤。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述任意方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述任意方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例提供的计算机可读存储介质，能够实现3D盖板玻璃模具高精度的温度控制，提高3D盖板玻璃成型的良品率和品质。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，其特征在于，包括：
获取3D盖板玻璃模具的温度设定曲线，以预设温度点为基准，将所述温度设定曲线分为N个温度区间；其中，N为大于2的正整数；
针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对所述温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型；
根据所述辨识后的温度控制模型，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式；
通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式；
根据所述拟合后的控制器增量表达式，计算得到当前控制器的输出量。
2.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，其特征在于，所述针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对所述温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型，包括：
针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式；
对所述温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，得到对应的所述温度控制模型的通用差分方程形式；
通过最小二乘法对所述温度控制模型的通用差分方程形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
3.根据权利要求2所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，其特征在于，所述温度控制模型的传递函数形式具体为：
式中，VT(s)代表3D盖板玻璃模具温度，UT(s)代表控制器输出PWM占空比，K代表增益，T代表惯性时间常数，s代表复域变量，e代表自然对数的底，τ代表滞后时间常数；
所述温度控制模型的通用差分方程形式具体为：
(1+az-1)v(k)＝(1+bz-1)u(k-1)z-d+e(k)；
其中，温度控制模型的纯滞后参数d＝τ/ts；
式中，a、b代表待辨识参数，z-1代表单位延迟因子，v(k)代表3D盖板玻璃模具在k时刻的温度值，u(k-1)代表控制器在k-1时刻的输出PWM占空比，e(k)代表k时刻的辨识误差，ts代表采样时间周期。
4.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，其特征在于，所述根据所述辨识后的温度控制模型，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式，包括：
根据所述辨识后的温度控制模型，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制丢番图算法计算控制器系数；
根据所述控制器系数，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式。
5.根据权利要求4所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，其特征在于，所述每个所述温度区间对应的控制器增量表达式具体为：
Δu＝(GTG+λI-1)GT[v*-Fv(k)-HΔu(k-d-1)]；
其中，在k-d-1时刻控制器增量Δu(k-d-1)=u(k-d-1)-u(k-d-2)；
式中，G、F、H代表利用标准的广义预测控制丢番图算法计算出的控制器系数，T代表矩阵转置计算，λ代表指定柔化系数，I代表单位对角矩阵，-1代表矩阵求逆计算，v(k)代表3D盖板玻璃模具在k时刻的温度值，u(k-d-1)代表控制器在k-d-1时刻的输出PWM占空比，u(k-d-2)代表控制器在k-d-2时刻的输出PWM占空比。
6.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法，其特征在于，所述通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式，包括：
在每个所述温度区间中选取至少一个温度工作点，确定每个所述温度区间对应的控制器增量表达式在所述温度工作点的常数系数；其中，所述常数系数为由所述待辨识参数确定的常数系数；
根据所述常数系数，通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式。
7.一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统，其特征在于，包括：
区间分段模块，用于获取3D盖板玻璃模具的温度设定曲线，以预设温度点为基准，将所述温度设定曲线分为N个温度区间；其中，N为大于2的正整数；
模型辨识模块，用于针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型形式，并对所述温度控制模型形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型；
表达式计算模块，用于根据所述辨识后的温度控制模型，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式；
表达式拟合模块，用于通过拟合算法对各个所述温度区间对应的控制器增量表达式进行二次拟合，得到拟合后的控制器增量表达式；
输出量计算模块，用于根据所述拟合后的控制器增量表达式，计算得到当前控制器的输出量。
8.根据权利要求7所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统，其特征在于，所述模型辨识模块包括：
模型建立单元，用于针对每个所述温度区间，分别建立温度控制模型的传递函数形式；
离散化处理单元，用于对所述温度控制模型的传递函数形式进行离散化处理，得到对应的所述温度控制模型的通用差分方程形式；
参数辨识单元，用于通过最小二乘法对所述温度控制模型的通用差分方程形式的待辨识参数进行参数辨识，得到辨识后的温度控制模型。
9.根据权利要求7所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制系统，其特征在于，所述表达式计算模块包括：
第一计算单元，用于根据所述辨识后的温度控制模型，指定控制步长和预测步长，利用标准的广义预测控制丢番图算法计算控制器系数；
第二计算单元，用于根据所述控制器系数，分别计算每个所述温度区间对应的控制器增量表达式。
10.一种3D盖板玻璃模具高精度温度控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的3D盖板玻璃模具高精度温度控制方法的步骤。
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| CN202110018930.XA CN112632800B (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种3d盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202110018930.XA CN112632800B (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种3d盖板玻璃模具高精度温度控制方法、系统及设备 |
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| CN112632800A CN112632800A (zh) | 2021-04-09 |
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| CN104696952A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-06-10 | 济南大学 | 一种基于模型在线辨识的流化床锅炉引风量控制方法 |
| CN109787251A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-05-21 | 华北电力大学（保定） | 一种集群温控负荷聚合模型、系统参数辨识及反推控制方法 |
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