[發(fā)明專利]電紡直寫閉環(huán)控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710620100.8
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN109306527A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 肖佳楠
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電紡直寫閉環(huán)控制方法，其特征在于包括以下步驟：

開啟注射泵，按照設(shè)定的供液速度進行溶液供給；

開啟數(shù)控高壓電源，按照預設(shè)的施加電壓進行供電；

開啟運動平臺，初始化運動平臺，按照預設(shè)的運動速度進行移動；

開啟控制計算機上的射流模式識別程序以及微納結(jié)構(gòu)識別程序；

調(diào)整工業(yè)電荷耦合元件圖像傳感器(CCD)位置，調(diào)節(jié)光源等，

輸入噴頭到收集板高度、噴頭內(nèi)徑等參數(shù)；

啟動控制程序，選擇預期射流模式，導入沉積圖案的運行軌跡；

執(zhí)行控制程序，得到施加電壓的調(diào)整量以及運動速度的調(diào)整量；

向數(shù)控直流高壓電源和運動平臺輸送信號；

數(shù)控直流高壓電源和運動平臺根據(jù)調(diào)整量進行輸出。

2.如權(quán)利要求1所述的電紡直寫閉環(huán)控制方法，其特征在于射流模式識別程序、微納結(jié)構(gòu)識別程序及控制程序包括以下過程：

(1)進行射流模式識別

首先利用電荷耦合元件圖像傳感器(CCD)將射流的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞到控制計算機中，然后利用控制計算機對射流圖像進行處理，根據(jù)預先設(shè)定的模式識別程序判斷此時的射流狀態(tài)，將結(jié)果傳遞至控制程序，

(2)進行微納結(jié)構(gòu)識別

首先利用電荷耦合元件圖像傳感器(CCD)將沉積的微納結(jié)構(gòu)的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞到控制計算機中，然后利用控制計算機對微納結(jié)構(gòu)圖像進行處理，提取此時微納結(jié)構(gòu)的沉積位置坐標，并判斷微納結(jié)構(gòu)狀態(tài)，將結(jié)果傳遞至控制程序，

(3)控制系統(tǒng)輸出控制量

根據(jù)射流模式識別程序得到的結(jié)果判斷此時的射流模式是否為需要的射流模式，之后根據(jù)情況調(diào)節(jié)電壓值，使所述射流模式達到期望的射流模式，

根據(jù)微納結(jié)構(gòu)識別程序得到的結(jié)果，讀取此時的微納結(jié)構(gòu)沉積位置，與預設(shè)的坐標位置對比，判斷此時運動平臺需要移動的方向及位移大小，讀取此時的微納結(jié)構(gòu)狀態(tài)，判斷是否滿足所需微納結(jié)構(gòu)的要求，若存在誤差，則根據(jù)情況計算運動平臺的移動速度的調(diào)節(jié)量，將計算得到的位移以及速度調(diào)節(jié)量輸出到運動平臺上，使所述微納結(jié)構(gòu)的沉積位置與預設(shè)的沉積位置之間的誤差小于等于設(shè)定值，微納結(jié)構(gòu)形貌滿足要求。

3.如權(quán)利要求1所述的電紡直寫閉環(huán)控制方法，其特征在于在射流模式識別程序中，將電荷耦合元件圖像傳感器(CCD)得到的射流行為界面劃分為噴頭區(qū)、射流區(qū)兩部分，對圖像進行處理得到射流輪廓，根據(jù)噴頭區(qū)溶液的尺寸判斷此時噴頭處是否有泰勒錐，對于沒有泰勒錐的情況，結(jié)合射流區(qū)域存在的射流數(shù)量判斷此時是單射流狀態(tài)或是多射流狀態(tài)，根據(jù)以上兩部分的結(jié)合識別出此時的射流模式。

4.如權(quán)利要求1所述的電紡直寫閉環(huán)控制方法，其特征在于微納結(jié)構(gòu)形貌的判斷是指根據(jù)微納結(jié)構(gòu)的形貌特征判斷此時的運動平臺運動是否合理，將結(jié)果傳遞給控制程序調(diào)整平臺的移動速度及位置以得到穩(wěn)定的直寫結(jié)構(gòu)，根據(jù)射流行為的調(diào)整，微納結(jié)構(gòu)的沉積應當較為穩(wěn)定，不會出現(xiàn)過大的偏差，沉積的微納結(jié)構(gòu)出現(xiàn)小范圍規(guī)律彎曲，則加大運動平臺移動速度，微納結(jié)構(gòu)直徑過小甚至出現(xiàn)間斷，則減小運動平臺移動速度，微納結(jié)構(gòu)沒有沉積到指定位置則自動調(diào)整。

5.如權(quán)利要求1所述的電紡直寫閉環(huán)控制方法，其特征在于根據(jù)射流模式調(diào)節(jié)電壓是指根據(jù)射流模式同施加電壓之間的對應關(guān)系設(shè)計控制程序，故將射流模式識別程序得到的判斷結(jié)果傳遞給控制程序，調(diào)整高壓電源的施加電壓達到最穩(wěn)定的射流行為。