CN115489213B - 一种oled喷印墨路流量控制方法及系统 - Google Patents

一种oled喷印墨路流量控制方法及系统 Download PDF

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CN115489213B CN202211454253.7A CN202211454253A CN115489213B CN 115489213 B CN115489213 B CN 115489213B CN 202211454253 A CN202211454253 A CN 202211454253A CN 115489213 B CN115489213 B CN 115489213B
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Abstract

本申请属于喷墨打印技术领域，公开了一种OLED喷印墨路流量控制方法及系统，利用两个并联连接的隔膜泵进行供墨，并通过控制两个隔膜泵的启动时间差以减小供墨管路中的流量波动幅值，改善流量脉动情况，进一步通过自适应PID控制方法利用比例阀对供墨管路的墨液流量进行闭环调节，可极大改善流量控制精度、流量稳定性；即使隔膜泵的特征参数在设备长期使用后有小幅度变化，通过自适应PID控制方法也能使PID控制参数自动调节至最优，可提高墨路系统的鲁棒性。

Description

一种OLED喷印墨路流量控制方法及系统
技术领域
本申请涉及喷墨打印技术领域，具体而言，涉及一种OLED喷印墨路流量控制方法及系统。
背景技术
在OLED喷印显示装备中，墨路系统直接与超高分辨率OLED喷头相连，为它提供有效喷印所需的墨液微流量与压力。作为OLED喷印显示装备的最核心部件，喷头对流经墨液的微流量精度与稳定性要求极高，若墨路系统在加墨、循环、压墨、排墨等工况切换时无法保证连续、稳定的供墨流量，不仅会影响最终喷印质量，还有可能造成喷头损坏。因此，如何确保墨路系统在各种工况下均能够提供连续、稳定的墨液微流量，是确保高质量喷印的关键技术环节。
为了确保在OLED喷印过程中流经喷头的墨液微流量持续、稳定，目前主要采用以下两种控制方式进行流量控制：1.通过调节气压控制墨液流速；2.通过隔膜泵调速以控制流量。
采用气控方式，易受环境气压影响，也难以准确描述气压差与流量变化的数学关系，无法形成有效的闭环精确控制，一般只能通过反复手动设置气压以得到合适的墨液流速，操作繁复；同时，须额外搭建复杂的气路系统以满足气压控制的硬件要求，造成系统体积臃肿；此外，由于气体的固有时滞特性，导致此方式的效率与精度均难以保证。
采用单隔膜泵调速以控制流量的方式，虽然减小了墨路体积，并从原理上来看可较准确的控制流量，但是面临隔膜泵处于最低转速仍无法使墨液微流量降到要求范围内的选型困难问题，且由隔膜泵结构原理引入的流量脉动（由压力脉动引起）始终难以消除，导致进入喷头的流量无法避免地以一定频率跳变，较差的流量稳定性直接影响喷印质量。
综上，现有墨路系统的流量控制功能在OLED微流量喷印的应用场景下均有明显缺陷，微流量的控制精度和鲁棒性能均无法满足超高分辨率OLED高质量喷印对墨路的要求，需要进一步改善优化。
发明内容
本申请的目的在于提供一种OLED喷印墨路流量控制方法及系统，可提高对墨路系统流量控制精度和墨路系统的鲁棒性。
第一方面，本申请提供了一种OLED喷印墨路流量控制方法，用于对OLED喷印墨路的墨液流量进行控制，所述OLED喷印墨路包括并联连接以对位于供墨管路上的喷头进行供墨的两个隔膜泵，并包括设置在供墨管路上以控制进入所述喷头的墨液流量的比例阀，两个所述隔膜泵具有相同的特征参数；
所述OLED喷印墨路流量控制方法包括步骤：
A1.根据所述隔膜泵的所述特征参数，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小；
A2.根据所述最优启动时间差控制两个所述隔膜泵启动后，实时采集所述供墨管路的墨液流量的实际流量数据；
A3.根据所述实际流量数据，基于自适应PID控制方法，对所述比例阀进行控制，以实现对所述供墨管路的墨液流量的闭环调节。
该OLED喷印墨路流量控制方法，利用两个并联连接的隔膜泵进行供墨，并通过控制两个隔膜泵的启动时间差以减小供墨管路中的流量波动幅值，改善流量脉动情况，进一步通过自适应PID控制方法利用比例阀对供墨管路的墨液流量进行闭环调节，可极大改善流量控制精度、流量稳定性；即使隔膜泵的特征参数在设备长期使用后有小幅度变化，通过自适应PID控制方法也能使PID控制参数自动调节至最优，可提高墨路系统的鲁棒性。
优选地，步骤A1包括：
A101.获取所述喷头所需的最大流量数据；
A102.根据所述喷头所需的最大流量数据获取所述隔膜泵的参考转速；
A103.根据所述特征参数和所述参考转速，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小。
优选地，所述特征参数包括曲轴半径、连杆长度和隔膜作用面积；
步骤A103包括：基于以下公式，采用粒子群算法对目标函数
Figure 682648DEST_PATH_IMAGE001
进行优化，以找出两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差：
Figure 696741DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 372573DEST_PATH_IMAGE003
；
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；
其中，
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为所述参考转速，/>
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为所述最优启动时间差的估计值，/>
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为所述最优启动时间差的搜索范围，/>
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为两个所述隔膜泵输出的叠加流量的最大值，/>
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为两个所述隔膜泵输出的叠加流量的最小值，/>
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为所述隔膜作用面积，/>
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为所述曲轴半径，/>
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为所述连杆长度，/>
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表示求解使得目标函数/>
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取最小值时的/>
Figure 741817DEST_PATH_IMAGE019
。
采用粒子群算法可以高效准确地得到最优启动时间差。
优选地，步骤A3包括：
A301.采用预设的流量预测模型计算当前时刻的预测流量数据；
A302.计算所述实际流量数据和所述预测流量数据的误差值；
A303.引入关于所述误差值的自适应误差调节函数，并基于所述自适应误差调节函数对PID控制参数进行迭代计算；
A304.根据迭代后的所述PID控制参数计算对所述比例阀的控制量；
A305.根据所述控制量对所述比例阀进行控制。
由于喷头具有非线性特性，且墨液在喷印过程中可能存在漏墨情况，这都会导致预设的流量预测模型与喷头的实际特性有偏差，从而影响控制精度，此处利用实际流量数据和预测流量数据的误差值进行PID控制参数的自动优化，可进一步提高流量控制精度。
优选地，步骤A303包括：
根据以下公式对所述PID控制参数进行迭代计算：
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其中，
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时刻的流经所述喷头的实际流量数据与预测流量数据的误差值，/>
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为微分符号，
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为三个所述PID控制参数的初始值。
优选地，步骤A304包括：
根据以下公式计算所述比例阀的所述控制量：
Figure 941185DEST_PATH_IMAGE041
；
Figure 271672DEST_PATH_IMAGE042
；
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；
其中，
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为第/>
Figure 801190DEST_PATH_IMAGE056
个采样时刻的流量跟踪误差。
优选地，还包括步骤：
A4.实时采集所述供墨管路的压力数据；
A5.在所述压力数据低于预设的压力下限阈值时，利用蓄能器向所述供墨管路补充墨液；
A6.在所述压力数据高于预设的压力上限阈值时，利用所述蓄能器吸收所述供墨管路中的部分墨液。
一般地，有单个隔膜泵发生故障而无法供墨时，会导致供墨管路的压力突然下降，此时，通过蓄能器进行墨液补充，可确保供墨管路的流量在短时间内维持在比例阀可平稳调节的范围内，另外，当有隔膜泵发生故障导致供墨压力突然增大时，可通过蓄能器吸收部分墨液，从而确保在短期故障状态下的喷头稳定工作，提高系统可靠性。
第二方面，本申请提供了一种OLED喷印墨路流量控制系统，用于对OLED喷印墨路的墨液流量进行控制，包括：
供墨管路，所述供墨管路上依次串接有比例阀、喷头和流量传感器，所述比例阀用于控制进入所述喷头的墨液流量，所述流量传感器用于采集所述供墨管路的墨液流量的实际流量数据；
墨瓶，所述墨瓶用于存储墨液；
动力单元，所述动力单元包括两个并联连接在所述供墨管路的入口和所述墨瓶的出口之间的隔膜泵，两个所述隔膜泵具有相同的特征参数；
上位机，所述流量传感器、所述比例阀和所述隔膜泵均与所述上位机通信连接，所述上位机用于根据所述隔膜泵的所述特征参数，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小，根据所述最优启动时间差控制两个所述隔膜泵启动，根据所述实际流量数据，基于自适应PID控制方法，对所述比例阀进行控制，以实现对所述供墨管路的墨液流量的闭环调节。
该OLED喷印墨路流量控制系统，利用两个并联连接的隔膜泵进行供墨，并通过控制两个隔膜泵的启动时间差以减小供墨管路中的流量波动幅值，改善流量脉动情况，进一步通过自适应PID控制方法利用比例阀对供墨管路的墨液流量进行闭环调节，可极大改善流量控制精度、流量稳定性；即使隔膜泵的特征参数在设备长期使用后有小幅度变化，通过自适应PID控制方法也能使PID控制参数自动调节至最优，可提高墨路系统的鲁棒性。
优选地，所述供墨管路上还设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时采集所述供墨管路的压力数据；
所述动力单元还包括连接在所述供墨管路上的蓄能器，所述蓄能器与所述供墨管路之间连接有压力调节阀；所述压力传感器和所述压力调节阀均与所述上位机通信连接；
所述上位机还用于在所述压力数据低于预设的压力下限阈值时，控制所述压力调节阀打开，以利用蓄能器向所述供墨管路补充墨液，并在所述压力数据高于预设的压力上限阈值时，控制所述压力调节阀打开，以利用蓄能器吸收所述供墨管路中的部分墨液。
优选地，所述墨瓶设置有回流入口；所述供墨管路的出口与所述回流入口连接。
有益效果：
本申请提供的OLED喷印墨路流量控制方法及系统，利用两个并联连接的隔膜泵进行供墨，并通过控制两个隔膜泵的启动时间差以减小供墨管路中的流量波动幅值，改善流量脉动情况，进一步通过自适应PID控制方法利用比例阀对供墨管路的墨液流量进行闭环调节，可极大改善流量控制精度、流量稳定性；即使隔膜泵的特征参数在设备长期使用后有小幅度变化，通过自适应PID控制方法也能使PID控制参数自动调节至最优，可提高墨路系统的鲁棒性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的OLED喷印墨路流量控制方法的流程图。
图2为本申请实施例提供的OLED喷印墨路流量控制系统的结构示意图。
图3为自适应PID控制方法的原理图。
图4为一种示例性的叠加流量变化曲线图。
图5为另一种示例性的叠加流量变化曲线图。
图6为隔膜泵的结构示意图。
标号说明：1、供墨管路；2、比例阀；3、喷头；4、流量传感器；5、墨瓶；6、动力单元；7、上位机；71、信号处理单元；72、控制算法单元；8、压力传感器；9、隔膜泵；90、曲轴；91、电机；92、活塞杆；93、连杆；94、泵腔；95、隔膜；96、进墨口；97、出墨口；98、单向阀；10、蓄能器；11、压力调节阀；12、转速传感器；13、报警单元。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种OLED喷印墨路流量控制方法，用于对OLED喷印墨路的墨液流量进行控制，OLED喷印墨路包括并联连接以对位于供墨管路上的喷头进行供墨的两个隔膜泵，并包括设置在供墨管路上以控制进入喷头的墨液流量的比例阀（为电磁比例阀），两个隔膜泵具有相同的特征参数；
OLED喷印墨路流量控制方法包括步骤：
A1.根据隔膜泵的特征参数，获取两个隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小；
A2.根据最优启动时间差控制两个隔膜泵启动后，实时采集供墨管路的墨液流量的实际流量数据；
A3.根据实际流量数据，基于自适应PID控制方法，对比例阀进行控制，以实现对供墨管路的墨液流量的闭环调节。
该OLED喷印墨路流量控制方法，利用两个并联连接的隔膜泵进行供墨，并通过控制两个隔膜泵的启动时间差以减小供墨管路中的流量波动幅值，改善流量脉动情况，进一步通过自适应PID控制方法利用比例阀对供墨管路的墨液流量进行闭环调节，可极大改善流量控制精度、流量稳定性；即使隔膜泵的特征参数在设备长期使用后有小幅度变化，通过自适应PID控制方法也能使PID控制参数自动调节至最优，可提高墨路系统的鲁棒性。
其中，隔膜泵为现有技术中的隔膜泵，参考图6，其包括曲轴90、用于驱动曲轴90转动的电机91、活塞杆92、连接在曲轴90和活塞杆92之间的连杆93、泵腔94和设置在泵腔94内的隔膜95，活塞杆92的输出端与隔膜95连接，并用于驱动隔膜95变形以改变泵腔94的压力，泵腔94具有进墨口96和出墨口97，进墨口96和出墨口97处均设置有单向阀98。这种隔膜泵的特征参数包括额定工作压力、吸入/排出流量范围、曲轴半径
Figure 442387DEST_PATH_IMAGE013
、连杆长度/>
Figure 952085DEST_PATH_IMAGE014
和隔膜作用面积/>
Figure 893496DEST_PATH_IMAGE012
等。
其中，该OLED喷印墨路流量控制方法可基于图2所示的OLED喷印墨路流量控制系统实施，该OLED喷印墨路流量控制系统的具体结构在后文进行详述。
在一些实施方式中，步骤A1包括：
A101.获取喷头所需的最大流量数据；
A102.根据喷头所需的最大流量数据获取隔膜泵的参考转速；
A103.根据特征参数和参考转速，获取两个隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小。
当两个隔膜泵以相同的转速运行时，不同的启动时间差，将会导致两个隔膜泵的流量曲线之间具有不同的相位差，从而使叠加流量具有不同的脉动幅度。例如图4和图5中，显示了在两个不同的启动时间差情况下，叠加流量的变化情况，图中的纵坐标值为无因次流量（即流量值除以单泵最大流量得到的值），图中泵a流量和泵b流量分别为两个隔膜泵各自的流量。
其中，喷头所需的最大流量数据可根据实际工作需要和喷头的具体结构特性预先设置。其表示能保证喷头正常运行的流量范围中的最大值。
其中，两个隔膜泵的电机在参考转速下工作时，两个隔膜泵提供的叠加流量可以满足喷头所需的最大流量数据要求。不同的最大流量数据对应的参考转速可预先通过试验确定，并形成参考转速查询表，步骤A102中，可根据喷头所需的最大流量数据在该参考转速查询表中查询得到对应的参考转速。
在本实施例中，特征参数包括曲轴半径、连杆长度和隔膜作用面积；
步骤A103包括：基于以下公式，采用粒子群算法对目标函数
Figure 334842DEST_PATH_IMAGE018
进行优化，以找出两个隔膜泵之间的最优启动时间差：/>
Figure 728914DEST_PATH_IMAGE002
；
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其中，
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为参考转速，/>
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为两个隔膜泵输出的叠加流量的最小值，/>
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取最小值时的/>
Figure 867400DEST_PATH_IMAGE019
。
采用粒子群算法可以高效准确地得到最优启动时间差。其中粒子群算法为现有技术，采用粒子群算法对目标函数
Figure 229111DEST_PATH_IMAGE018
进行优化的过程主要包括：
B1.对粒子种群规模进行初始化（根据实际需要进行初始化），并执行步骤B2；
B2.在
Figure 143977DEST_PATH_IMAGE058
范围内对粒子种群的/>
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进行随机初始化，并在/>
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范围内对粒子种群
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进行随机初始化，并执行步骤B3；
B3.计算初代适应值
Figure 138423DEST_PATH_IMAGE063
，并寻找初代局部最优和全局最优启动时间差/>
Figure 592539DEST_PATH_IMAGE064
（具体寻找过程为现有技术，此处不对其进行详述），并执行步骤B4；
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的计算公式为：
Figure 832076DEST_PATH_IMAGE065
；其中/>
Figure 88745DEST_PATH_IMAGE066
为对/>
Figure 522000DEST_PATH_IMAGE019
进行随机初始化得到的初代时间差。
B4.更新种群中每个粒子的速度和位置（具体更新方法为现有技术，此处不对其进行详述），并执行步骤B5；
B5.判断各粒子的速度和位置中是否有至少一个超出界限，并执行步骤B6；
B6.若是，则采用边界吸收法重新更新相应粒子的速度和位置，并执行步骤B7，若否，则执行步骤B7；
B7.计算已进行速度和位置更新的粒子的适应值，并执行步骤B8；
具体计算公式为：
Figure 268239DEST_PATH_IMAGE067
；其中/>
Figure 29522DEST_PATH_IMAGE068
为经过/>
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次更新后的第
Figure 873249DEST_PATH_IMAGE070
代适应值，/>
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为经过/>
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次更新后的第/>
Figure 27653DEST_PATH_IMAGE070
代时间差。
B8.判断各粒子的适应值是否均超出误差上限；
B9.若超出，则停止优化过程，并以最新得到的局部最优和全局最优启动时间差为最优启动时间差的优化结果；若不超出，则更新局部最优和全局最优启动时间差得到第
Figure 169921DEST_PATH_IMAGE072
代（/>
Figure 523542DEST_PATH_IMAGE072
为粒子种群当前的进化代数，每次执行完步骤B6，则进化代数加1）局部最优和全局最优启动时间差/>
Figure 993838DEST_PATH_IMAGE073
（具体地，是在最新的适应值条件下，寻找对应的局部最优和全局最优启动时间差以进行更新，具体寻找过程为现有技术，此处不对其进行详述），并执行步骤B10；
B10.判断粒子种群的进化代数是否达到预设的最大值，并执行步骤B11；
B11.若未达到，则再次执行步骤B4；若达到，则停止优化过程，并以最新得到的局部最优和全局最优启动时间差为最优启动时间差的优化结果。
具体地，步骤A2包括：使两个隔膜泵先后启动，且启动时刻的时间间隔等于最优启动时间差，并令两个隔膜泵的电机以参考转速转动；在两个隔膜泵均启动后，实时采集供墨管路的墨液流量的实际流量数据。其中，可通过设置在供墨管路上的流量传感器采集该实际流量数据。
优选地，步骤A3包括：
A301.采用预设的流量预测模型计算当前时刻的预测流量数据；
A302.计算实际流量数据和预测流量数据的误差值；
A303.引入关于误差值的自适应误差调节函数，并基于自适应误差调节函数对PID控制参数进行迭代计算；
A304.根据迭代后的PID控制参数计算对比例阀的控制量；
A305.根据控制量对比例阀进行控制。
由于喷头具有非线性特性，且墨液在喷印过程中可能存在漏墨情况，这都会导致预设的流量预测模型与喷头的实际特性有偏差，从而影响控制精度，此处利用实际流量数据和预测流量数据的误差值进行PID控制参数的自动优化，可进一步提高流量控制精度。
其中，流量预测模型是根据喷头具体结构和比例阀具体结构设置的，用于根据比例阀的开度预测供墨管路的墨液流量。
其中，用实际流量数据减去预测流量数据，即可得到实际流量数据和预测流量数据的误差值。
在本实施例中，步骤A303包括：
根据以下公式对PID控制参数进行迭代计算：
Figure 520634DEST_PATH_IMAGE074
其中，
Figure 658354DEST_PATH_IMAGE075
、/>
Figure 12238DEST_PATH_IMAGE022
、/>
Figure 766567DEST_PATH_IMAGE023
为迭代后的三个PID控制参数，/>
Figure 238000DEST_PATH_IMAGE024
、/>
Figure 558123DEST_PATH_IMAGE076
、/>
Figure 987967DEST_PATH_IMAGE077
为迭代前的三个PID控制参数，/>
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、/>
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、/>
Figure 538400DEST_PATH_IMAGE029
、/>
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为四个自适应系数（可根据实际需要设置），/>
Figure 336909DEST_PATH_IMAGE016
、/>
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均为表示时间的符号，/>
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、/>
Figure 58822DEST_PATH_IMAGE034
分别为对应/>
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、/>
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、/>
Figure 236360DEST_PATH_IMAGE023
的自适应误差调节函数，/>
Figure 267770DEST_PATH_IMAGE081
、/>
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分别为/>
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时刻和/>
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时刻的流经喷头的实际流量数据和预测流量数据的误差值，/>
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为微分符号，/>
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、/>
Figure 377119DEST_PATH_IMAGE039
、/>
Figure 130312DEST_PATH_IMAGE083
为三个PID控制参数的初始值（可根据实际需要设置）。
其中，关于误差值的自适应误差调节函数可以根据实际需要设置，例如可应用Delta学习规则调整PID控制参数，即自适应误差调节函数对三个时变控制参数求偏导，如：
Figure 870735DEST_PATH_IMAGE084
；
其中，
Figure 164313DEST_PATH_IMAGE085
为采样时间间隔（即采样周期），/>
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为对应时间/>
Figure 597885DEST_PATH_IMAGE016
的总采样次数， />
Figure 966549DEST_PATH_IMAGE087
为预测时间段长度（可根据实际需要设置），/>
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为在/>
Figure 923409DEST_PATH_IMAGE089
时刻的流经喷头的实际流量数据和预测流量数据的误差值，/>
Figure 18404DEST_PATH_IMAGE090
为偏导数符号，但不限于此。
具体地，步骤A304包括：
根据以下公式计算比例阀的控制量：
Figure 467840DEST_PATH_IMAGE091
；
Figure 306483DEST_PATH_IMAGE092
；
Figure 728237DEST_PATH_IMAGE043
；/>
其中，
Figure 853188DEST_PATH_IMAGE093
为实际流量数据的采样周期，/>
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为当前时刻的采样次数，/>
Figure 432254DEST_PATH_IMAGE046
为当前时刻的控制量，/>
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、/>
Figure 70805DEST_PATH_IMAGE095
为当前时刻迭代后的三个PID控制参数，/>
Figure 251251DEST_PATH_IMAGE096
为当前时刻的流量跟踪误差，/>
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为上一时刻的流量跟踪误差，/>
Figure 379929DEST_PATH_IMAGE052
为目标流量数据，/>
Figure 166620DEST_PATH_IMAGE098
为当前时刻的实际流量数据，/>
Figure 9811DEST_PATH_IMAGE099
为上一时刻的实际流量数据,
Figure 463926DEST_PATH_IMAGE055
为第/>
Figure 367160DEST_PATH_IMAGE056
个采样时刻的流量跟踪误差。
该自适应PID控制方法的原理如图3所示，其中的OLED高精度喷头P表示根据喷头实际特征所决定的实际模型，喷头名义模型M即为预设的流量预测模型，自适应律即为自适应误差调节函数，
Figure 641146DEST_PATH_IMAGE100
为预测流量数据。
其中，控制量
Figure 960132DEST_PATH_IMAGE046
可以是与比例阀的开度具有唯一对应关系的物理量（例如电流、电压等，但不限于此）。
在计算得到控制量
Figure 894853DEST_PATH_IMAGE046
后，即向比例阀输出对应的控制量/>
Figure 844354DEST_PATH_IMAGE046
，从而使比例阀达到对应的开度，并保持该开度直到下一个控制量到来。
在一些优选实施方式中，该OLED喷印墨路流量控制方法，还包括步骤：
A4.实时采集供墨管路的压力数据；
A5.在压力数据低于预设的压力下限阈值（可根据实际需要设置）时，利用蓄能器向供墨管路补充墨液；
A6.在压力数据高于预设的压力上限阈值时，利用蓄能器吸收供墨管路中的部分墨液。
一般地，有单个隔膜泵发生故障而无法供墨时，会导致供墨管路的压力突然下降，此时，通过蓄能器进行墨液补充，可确保供墨管路的流量在短时间内维持在比例阀可平稳调节的范围内，另外，当有隔膜泵发生故障导致供墨压力突然增大时，可通过蓄能器吸收部分墨液，从而确保在短期故障状态下的喷头稳定工作，提高系统可靠性。
其中，蓄能器的设置方式可参考下文的OLED喷印墨路流量控制系统，通过控制蓄能器与供墨管路之间的压力调节阀可实现蓄能器的打开和关闭。
在一些实施方式中，步骤A2之后和步骤A3之前，还包括步骤：
A7.对实际流量数据进行预处理和滤波处理。
其中，预处理包括但不限于剔除数据野点（具体剔除方法为现有技术，此处不对其进行详述）；滤波处理包括但不限于利用IIR低通滤波器剔除高频扰动（其截止频率可选为35Hz-45Hz，具体根据流量传感器特性设置）。通过对实际流量数据进行预处理和滤波处理，可提高得到的实际流量数据的准确性，从而进一步提高流量控制精度。
参考图2，本申请提供了一种OLED喷印墨路流量控制系统，用于对OLED喷印墨路的墨液流量进行控制，包括：
供墨管路1，供墨管路1上依次串接有比例阀2（为电磁比例阀）、喷头3和流量传感器4，比例阀2用于控制进入喷头3的墨液流量，流量传感器4用于采集供墨管路1的墨液流量的实际流量数据；
墨瓶5，墨瓶5用于存储墨液；
动力单元6，动力单元6包括两个并联连接在供墨管路1的入口和墨瓶5的出口之间的隔膜泵9，两个隔膜泵9具有相同的特征参数；
上位机7，流量传感器4、比例阀2和隔膜泵9均与上位机7通信连接，上位机7用于根据隔膜泵9的特征参数，获取两个隔膜泵9之间的最优启动时间差，以使两个隔膜泵9输出的叠加流量的脉动幅值最小，根据最优启动时间差控制两个隔膜泵9启动，根据实际流量数据，基于自适应PID控制方法，对比例阀2进行控制，以实现对供墨管路1的墨液流量的闭环调节（具体过程参考前文的OLED喷印墨路流量控制方法的相应步骤）。
该OLED喷印墨路流量控制系统，利用两个并联连接的隔膜泵9进行供墨，并通过控制两个隔膜泵9的启动时间差以减小供墨管路1中的流量波动幅值，改善流量脉动情况，进一步通过自适应PID控制方法利用比例阀2对供墨管路1的墨液流量进行闭环调节，可极大改善流量控制精度、流量稳定性；即使隔膜泵9的特征参数在设备长期使用后有小幅度变化，通过自适应PID控制方法也能使PID控制参数自动调节至最优，可提高墨路系统的鲁棒性。
其中，见图6，隔膜泵9包括曲轴90、用于驱动曲轴90转动的电机91、活塞杆92、连接在曲轴90和活塞杆92之间的连杆93、泵腔94和设置在泵腔94内的隔膜95，活塞杆92的输出端与隔膜95连接，并用于驱动隔膜95变形以改变泵腔94的压力，泵腔94具有进墨口96和出墨口97，进墨口96和出墨口97处均设置有单向阀98。这种隔膜泵9的特征参数包括额定工作压力、吸入/排出流量范围、曲轴半径（图中的尺寸
Figure 730270DEST_PATH_IMAGE013
）、连杆长度（图中的尺寸/>
Figure 790630DEST_PATH_IMAGE014
）和隔膜作用面积（图中的尺寸/>
Figure 16075DEST_PATH_IMAGE012
）等。
其中，两个隔膜泵9并联连接在供墨管路1的入口和墨瓶5的出口之间，具体是指：两个隔膜泵9的出墨口97均连接于供墨管路1的入口，且两个隔膜泵9的进墨口96连接于墨瓶5的出口，如图2所示。
在一些优选实施方式中，供墨管路1上还设置有压力传感器8，压力传感器8用于实时采集供墨管路1的压力数据；
动力单元6还包括连接在供墨管路1上的蓄能器10，蓄能器10与供墨管路1之间连接有压力调节阀11（为电磁阀）；压力传感器8和压力调节阀11均与上位机7通信连接；
上位机7还用于在供墨管路1的压力数据低于预设的压力下限阈值（可根据实际需要设置）时，控制压力调节阀11打开，以利用蓄能器10向供墨管路1补充墨液，并在压力数据高于预设的压力上限阈值时，控制压力调节阀11打开，以利用蓄能器10吸收供墨管路1中的部分墨液。
一般地，有单个隔膜泵9发生故障而无法供墨时，会导致供墨管路1的压力突然下降，此时，通过蓄能器10进行墨液补充，可确保供墨管路1的流量在短时间内维持在比例阀2可平稳调节的范围内，另外，当有隔膜泵9发生故障导致供墨压力突然增大时，可通过蓄能器10吸收部分墨液，从而确保在短期故障状态下的喷头3稳定工作，提高系统可靠性。
在一些实施方式中，上位机7还用于对流量传感器4采集的实际流量数据进行预处理和滤波处理。
其中，预处理包括但不限于剔除数据野点（具体剔除方法为现有技术，此处不对其进行详述）；滤波处理包括但不限于利用IIR低通滤波器剔除高频扰动（其截止频率可选为35Hz-45Hz，具体根据流量传感器4的特性设置）。通过对实际流量数据进行预处理和滤波处理，可提高得到的实际流量数据的准确性，从而进一步提高流量控制精度。
优选地，墨瓶5设置有回流入口；供墨管路1的出口与该回流入口连接。在实际应用中，对于OLED喷墨打印过程，只有在墨液循环的情况下，喷头3才能正常工作，因此，通过供墨管路1把墨液回流至墨瓶5，实现墨液的循环流动。
在本实施例中，该OLED喷印墨路流量控制系统还包括转速传感器12，该转速传感器12与上位机7通信连接，并用于测量隔膜泵9的电机91的转速并上传至上位机7，以便上位机7对隔膜泵9的电机91的转速进行监控。其中，图2中为了便于简化图形只显示了一个转速传感器12，但实际上，每个电机91对应设置有一个转速传感器12。
在一些实施方式中，该OLED喷印墨路流量控制系统还包括报警单元13，该报警单元13与上位机7通信连接，上位机7还用于在供墨管路1的实际流量数据、压力数据或电机91的转速超限时向报警单元13发出报警信号，报警单元13用于播报该报警信号。以保证整个墨路系统的运行安全性与可靠性。其中，报警单元13可以但不限于包括扬声器、警示灯、显示器中的一项或多项。
其中，上位机7包括信号处理单元71和控制算法单元72，信号处理单元71与比例阀2、流量传感器4、压力调节阀11和转速传感器12通信连接，并用于对这些设备与控制算法单元72之间的通信信号进行转换（例如数字信号与模拟信号之间的转换），控制算法单元72用于进行逻辑运算处理、控制指令的生成和报警信号的生成。其中，信号处理单元71可以是硬件单元也可以是软件单元，控制算法单元72可以是硬件单元也可以是软件单元。
综上所述，该OLED喷印墨路流量控制方法及系统具有以下优点：
1、采用双泵并联补偿粗调与比例阀精调结合的喷头微流量控制方法，综合了二者的优势，既可有效避免采用单泵方案时大幅值脉动对喷头性能和喷印性能的影响，又可使流量脉动缩小到比例阀的最佳可控区间内，确保后续的流量精调节对内、外部影响因素（如环境气压变化、墨液泄露等）具有更强的鲁棒性；
2、采用双泵方案比单泵具有更高的可靠性，即使单台泵出现故障，虽然会导致平稳性能下降，但应用基于压力闭环控制的蓄能器墨液脉动补充功能仍可维持喷头稳定工作，极大改善墨路可靠性；此外，由于采用流量叠加输出的方式，因此可选择两个小排量泵替代一个较大排量的泵，小排量泵一般具有更高的调节分辨率，可保证控制精度；
3、采用基于自适应PID算法的比例阀调节来实现进入喷头的墨液微流量控制，与现有采用开关阀的开环通断控制方式相比，可极大改善流量控制精度、稳定性，提高墨路系统鲁棒性（即使泵的结构参数在设备长期使用后有小幅变化，PID控制参数也可自动调节至最优值），并可有效防止因人员缺乏经验造成参数设置错误（如管路两端气压、泵转速）而引起的墨液倒流现象；
4、该OLED喷印墨路流量控制方法及系统兼具高精度、高效率、高可靠性，方法及元器件均具有通用性，可推广应用到其它各类具有高精度、稳定运行要求的喷印系统当中。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种OLED喷印墨路流量控制方法，用于对OLED喷印墨路的墨液流量进行控制，其特征在于，所述OLED喷印墨路包括并联连接以对位于供墨管路上的喷头进行供墨的两个隔膜泵，并包括设置在供墨管路上以控制进入所述喷头的墨液流量的比例阀，两个所述隔膜泵具有相同的特征参数；
所述OLED喷印墨路流量控制方法包括步骤：
A1.根据所述隔膜泵的所述特征参数，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小；
A2.根据所述最优启动时间差控制两个所述隔膜泵启动后，实时采集所述供墨管路的墨液流量的实际流量数据；
A3.根据所述实际流量数据，基于自适应PID控制方法，对所述比例阀进行控制，以实现对所述供墨管路的墨液流量的闭环调节；
步骤A1包括：
A101.获取所述喷头所需的最大流量数据；
A102.根据所述喷头所需的最大流量数据获取所述隔膜泵的参考转速；
A103.根据所述特征参数和所述参考转速，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小；
所述特征参数包括曲轴半径、连杆长度和隔膜作用面积；
步骤A103包括：基于以下公式，采用粒子群算法对目标函数
Figure DEST_PATH_IMAGE001
进行优化，以找出两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所述参考转速，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为所述最优启动时间差的估计值，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为所述最优启动时间差的搜索范围，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为
Figure 88268DEST_PATH_IMAGE006
的一阶导数，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为
Figure 333305DEST_PATH_IMAGE008
的约束范围，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为两个所述隔膜泵输出的叠加流量的最大值，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为两个所述隔膜泵输出的叠加流量的最小值，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为所述隔膜作用面积，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为所述曲轴半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为所述连杆长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为所述喷头所需的最大流量数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为表示时间的符号，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示求解使得目标函数
Figure 267370DEST_PATH_IMAGE001
取最小值时的
Figure 256054DEST_PATH_IMAGE006
。
2.根据权利要求1所述的OLED喷印墨路流量控制方法，其特征在于，步骤A3包括：
A301.采用预设的流量预测模型计算当前时刻的预测流量数据；
A302.计算所述实际流量数据和所述预测流量数据的误差值；
A303.引入关于所述误差值的自适应误差调节函数，并基于所述自适应误差调节函数对PID控制参数进行迭代计算；
A304.根据迭代后的所述PID控制参数计算对所述比例阀的控制量；
A305.根据所述控制量对所述比例阀进行控制。
3.根据权利要求2所述的OLED喷印墨路流量控制方法，其特征在于，步骤A303包括：
根据以下公式对所述PID控制参数进行迭代计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为迭代后的三个所述PID控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为迭代前的三个所述PID控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为四个自适应系数，
Figure 631278DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure DEST_PATH_IMAGE029
均为表示时间的符号，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure DEST_PATH_IMAGE032
分别为对应
Figure 329107DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 330561DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 263882DEST_PATH_IMAGE021
的所述自适应误差调节函数，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure DEST_PATH_IMAGE034
分别为
Figure 729499DEST_PATH_IMAGE016
时刻和
Figure 67070DEST_PATH_IMAGE029
时刻的流经所述喷头的实际流量数据与预测流量数据的误差值，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为微分符号，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为三个所述PID控制参数的初始值。
4.根据权利要求2所述的OLED喷印墨路流量控制方法，其特征在于，步骤A304包括：
根据以下公式计算所述比例阀的所述控制量：
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
Figure DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为所述实际流量数据的采样周期，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
为当前时刻的采样次数，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
为当前时刻的所述控制量，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
、
Figure DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为当前时刻迭代后的三个所述PID控制参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
为当前时刻的流量跟踪误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为上一时刻的流量跟踪误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
为目标流量数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
为当前时刻的所述实际流量数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
为上一时刻的所述实际流量数据,
Figure DEST_PATH_IMAGE053
为第
Figure DEST_PATH_IMAGE054
个采样时刻的流量跟踪误差。
5.根据权利要求1所述的OLED喷印墨路流量控制方法，其特征在于，还包括步骤：
A4.实时采集所述供墨管路的压力数据；
A5.在所述压力数据低于预设的压力下限阈值时，利用蓄能器向所述供墨管路补充墨液；
A6.在所述压力数据高于预设的压力上限阈值时，利用所述蓄能器吸收所述供墨管路中的部分墨液。
6.一种OLED喷印墨路流量控制系统，用于对OLED喷印墨路的墨液流量进行控制，其特征在于，包括：
供墨管路，所述供墨管路上依次串接有比例阀、喷头和流量传感器，所述比例阀用于控制进入所述喷头的墨液流量，所述流量传感器用于采集所述供墨管路的墨液流量的实际流量数据；
墨瓶，所述墨瓶用于存储墨液；
动力单元，所述动力单元包括两个并联连接在所述供墨管路的入口和所述墨瓶的出口之间的隔膜泵，两个所述隔膜泵具有相同的特征参数；
上位机，所述流量传感器、所述比例阀和所述隔膜泵均与所述上位机通信连接，所述上位机用于根据所述隔膜泵的所述特征参数，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小，根据所述最优启动时间差控制两个所述隔膜泵启动，根据所述实际流量数据，基于自适应PID控制方法，对所述比例阀进行控制，以实现对所述供墨管路的墨液流量的闭环调节；
所述上位机在根据所述隔膜泵的所述特征参数，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小的时候，执行：
A101.获取所述喷头所需的最大流量数据；
A102.根据所述喷头所需的最大流量数据获取所述隔膜泵的参考转速；
A103.根据所述特征参数和所述参考转速，获取两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差，以使两个所述隔膜泵输出的叠加流量的脉动幅值最小；
所述特征参数包括曲轴半径、连杆长度和隔膜作用面积；
步骤A103包括：基于以下公式，采用粒子群算法对目标函数
Figure 319935DEST_PATH_IMAGE001
进行优化，以找出两个所述隔膜泵之间的最优启动时间差：
Figure 791367DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 908228DEST_PATH_IMAGE003
；
Figure 72493DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 782960DEST_PATH_IMAGE005
为所述参考转速，
Figure 667871DEST_PATH_IMAGE006
为所述最优启动时间差的估计值，
Figure 780183DEST_PATH_IMAGE007
为所述最优启动时间差的搜索范围，
Figure 849770DEST_PATH_IMAGE008
为
Figure 172167DEST_PATH_IMAGE006
的一阶导数，
Figure 985402DEST_PATH_IMAGE009
为
Figure 824658DEST_PATH_IMAGE008
的约束范围，
Figure 65146DEST_PATH_IMAGE010
为两个所述隔膜泵输出的叠加流量的最大值，
Figure 750206DEST_PATH_IMAGE011
为两个所述隔膜泵输出的叠加流量的最小值，
Figure 491765DEST_PATH_IMAGE012
为所述隔膜作用面积，
Figure 313091DEST_PATH_IMAGE013
为所述曲轴半径，
Figure 990060DEST_PATH_IMAGE014
为所述连杆长度，
Figure 772202DEST_PATH_IMAGE015
为所述喷头所需的最大流量数据，
Figure 927240DEST_PATH_IMAGE016
为表示时间的符号，
Figure 993285DEST_PATH_IMAGE017
表示求解使得目标函数
Figure 841155DEST_PATH_IMAGE001
取最小值时的
Figure 235228DEST_PATH_IMAGE006
。
7.根据权利要求6所述的OLED喷印墨路流量控制系统，其特征在于，所述供墨管路上还设置有压力传感器，所述压力传感器用于实时采集所述供墨管路的压力数据；
所述动力单元还包括连接在所述供墨管路上的蓄能器，所述蓄能器与所述供墨管路之间连接有压力调节阀；所述压力传感器和所述压力调节阀均与所述上位机通信连接；
所述上位机还用于在所述压力数据低于预设的压力下限阈值时，控制所述压力调节阀打开，以利用蓄能器向所述供墨管路补充墨液，并在所述压力数据高于预设的压力上限阈值时，控制所述压力调节阀打开，以利用蓄能器吸收所述供墨管路中的部分墨液。
8.根据权利要求6所述的OLED喷印墨路流量控制系统，其特征在于，所述墨瓶设置有回流入口；所述供墨管路的出口与所述回流入口连接。
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