【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，尤其是涉及一种面密度控制系统及方法。
技术介绍
1、在锂电池极片涂布工艺中，极片面密度的控制将依赖于干膜面密度值，受限于浆料干燥所需的时间，以干膜面密度值为反馈设计的控制系统必然是一个大滞后的系统，给控制方案的设计造成很大的挑战。现有的干膜面密度控制方案中，干膜面密度的测量反馈值取数次监测的对应子区域面密度的平均值，控制器采用带参数自整定的pid控制器，进一步加重了系统的时滞，此外，系统中同时存在模头调节块和螺杆泵两种调节机构，螺杆泵为开环控制，模头调节块的给定值为所有子区域面密度平均值的均值，两种调节机构间存在较大耦合，导致各区域面密度难以跟随给定。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供面密度控制系统及方法，通过合理分配模头调节件和螺杆泵的控制逻辑,可以在一定程度上减少模头调节件和螺杆泵间的耦合作用。
2、本专利技术提供的一种面密度控制系统，控制系统包括：第一控制器、螺杆泵、检测设备和多个控制单元组，第一控制器和多个控制单元组均与检测设备连接，且第一控制器与螺杆泵连接；每个控制单元组包括第二控制器和模头调节件；检测设备和模头调节件均与第二控制器连接；每个模头调节件作用于涂布模头的狭缝上；螺杆泵与涂布模头连接；
3、第一控制器用于根据接收到的第一浆料涂布指令，输出第一指令；
4、螺杆泵用于根据第一指令，从浆料罐中抽取浆料，并将浆料输送至涂布模头的狭缝中；
5、每个第二控制器用于根据接收到的第二浆料涂布指令，
6、每个模头调节件用于根据第二指令，调整模头调节件与狭缝底部的距离，以调节锂电池级片基材宽度方向与模头调节件对应的子区域的浆料流量；
7、每个第二控制器还用于获取检测设备检测的对应子区域的面密度，并根据对应子区域的面密度和预设第一给定值，输出调整后的第二指令，以根据调整后的第二指令调整对应子区域的面密度；
8、第一控制器用于获取检测设备检测的每个子区域的面密度，根据每个子区域的面密度计算面密度平均值，并基于面密度平均值和预设第二给定值，输出调整后的第一指令，以根据调整后的第一指令调整每个子区域的面密度。
9、进一步的，检测设备为多个；每个检测设备分别与第一控制器和对应的第二控制器连接；
10、每个检测设备用于检测对应子区域的面密度，并将面密度发送至第一控制器和对应的第二控制器。
11、进一步的，每个模头调节件包括相互连接的模头调节块和电机；电机与第二控制器连接。
12、进一步的，每个第二控制器包括第一判断模块、第一计算模块；
13、第一判断模块用于判断对应子区域的面密度是否达到第一给定值；如果没有达到第一给定值，根据面密度和第一给定值生成第一面密度差值；并将第一面密度差值发送至对应的第一计算模块；
14、第一计算模块用于根据内置的第一预设算法，对第一面密度差值进行计算，得到第一计算结果，并根据第一计算结果调整对应的电机的转速，通过电机带动模头调节块移动，以调整模头调节块与狭缝底部的距离。
15、进一步的，螺杆泵包括变频器，第一控制器包括第二判断模块、第二计算模块、第三计算模块；
16、第二计算模块用于获取每个子区域的面密度，根据每个子区域的面密度计算面密度平均值，并将面密度平均值发送至第二判断模块；
17、第二判断模块用于判断面密度平均值是否达到第二给定值；如果没有达到第二给定值，根据面密度平均值和第二给定值生成第二面密度差值；并将第二面密度差值发送至第三计算模块；
18、第三计算模块用于根据内置的第二预设算法，对第二面密度差值进行计算，得到第二计算结果，并根据第二计算结果调整变频器的频率，以调整螺杆泵从浆料罐中抽取的浆料流量。
19、进一步的，第一预设算法包括预测pi算法；第二预设算法包括组合积分算法。
20、进一步的，预测pi算法包括第一可调参数；第一可调参数的取值为滞后时间的一半；其中，滞后时间为相应的模头调节块对应的一阶惯性环节表达式中的滞后时间常数。
21、进一步的，组合积分算法包括第二可调参数；第二可调参数的取值与第一可调参数的取值之间的差值满足预设阈值范围。
22、进一步的，控制系统还包括上位机；上位机分别与第一控制器和每个第二控制器连接，用于将第一给定值发送至第一控制器，将第二给定值发送至每个第二控制器。
23、本专利技术提供的一种面密度控制方法，应用于上述任一项的面密度控制系统；方法包括：
24、第一控制器根据接收到的第一浆料涂布指令，输出第一指令；
25、螺杆泵根据第一指令，从浆料罐中抽取浆料，并将浆料输送至涂布模头的狭缝中；
26、每个第二控制器根据接收到的第二浆料涂布指令，输出第二指令；
27、每个模头调节件根据第二指令，调整模头调节件与狭缝底部的距离，以调节锂电池级片基材宽度方向与模头调节件对应的子区域的浆料流量；
28、每个第二控制器获取检测设备检测的对应子区域的面密度，并根据对应子区域的面密度和预设第一给定值，输出调整后的第二指令，以根据调整后的第二指令调整对应子区域的面密度；
29、第一控制器获取检测设备检测的每个子区域的面密度，根据每个子区域的面密度计算面密度平均值，并基于面密度平均值和预设第二给定值，输出调整后的第一指令，以根据调整后的第一指令调整每个子区域的面密度。
30、本专利技术提供的一种面密度控制系统及方法，包括第一控制器、螺杆泵、检测设备和多个控制单元组，第一控制器和多个控制单元组均与检测设备连接，且第一控制器与螺杆泵连接；每个控制单元组包括第二控制器和模头调节件；检测设备和模头调节件均与第二控制器连接；每个模头调节件作用于涂布模头的狭缝上；螺杆泵与涂布模头连接。该方式中，螺杆泵为闭环控制，第一控制器以面密度平均值为反馈输入，输出结果可以整体均匀改变各子区域面密度，使得面密度平均值可以跟随给定值，每个第二控制器仅以对应子区域的面密度为反馈输入，输出结果可以改变对应子区域的面密度，使得对应子区域的面密度可以跟随给定值，从而降低了泵调节对模头调节的影响，在一定程度上减少模头调节件和螺杆泵间的耦合作用。
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1.一种面密度控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：第一控制器、螺杆泵、检测设备和多个控制单元组，所述第一控制器和多个所述控制单元组均与检测设备连接，且所述第一控制器与所述螺杆泵连接；每个所述控制单元组包括第二控制器和模头调节件；所述检测设备和所述模头调节件均与所述第二控制器连接；每个所述模头调节件作用于涂布模头的狭缝上；所述螺杆泵与所述涂布模头连接；
2.根据权利要求1所述的面密度控制系统，其特征在于，所述检测设备为多个；每个所述检测设备分别与所述第一控制器和对应的所述第二控制器连接；
3.根据权利要求2所述的面密度控制系统，其特征在于，每个所述模头调节件包括相互连接的模头调节块和电机；所述电机与所述第二控制器连接。
4.根据权利要求3所述的面密度控制系统，其特征在于，每个所述第二控制器包括第一判断模块、第一计算模块；
5.根据权利要求4所述的面密度控制系统，其特征在于，所述螺杆泵包括变频器，所述第一控制器包括第二判断模块、第二计算模块、第三计算模块；
6.根据权利要求5所述的面密度控制系统，其特征在于，所述第一预设
7.根据权利要求6所述的面密度控制系统，其特征在于，所述预测PI算法包括第一可调参数；所述第一可调参数的取值为滞后时间的一半；其中，所述滞后时间为相应的所述模头调节块对应的一阶惯性环节表达式中的滞后时间常数。
8.根据权利要求7所述的面密度控制系统，其特征在于，所述组合积分算法包括第二可调参数；所述第二可调参数的取值与所述第一可调参数的取值之间的差值满足预设阈值范围。
9.根据权利要求1-8任一项所述的面密度控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括上位机；所述上位机分别与所述第一控制器和每个所述第二控制器连接，用于将所述第一给定值发送至所述第一控制器，将所述第二给定值发送至每个所述第二控制器。
10.一种面密度控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-9任一项所述的面密度控制系统；所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面密度控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：第一控制器、螺杆泵、检测设备和多个控制单元组，所述第一控制器和多个所述控制单元组均与检测设备连接，且所述第一控制器与所述螺杆泵连接；每个所述控制单元组包括第二控制器和模头调节件；所述检测设备和所述模头调节件均与所述第二控制器连接；每个所述模头调节件作用于涂布模头的狭缝上；所述螺杆泵与所述涂布模头连接；
2.根据权利要求1所述的面密度控制系统，其特征在于，所述检测设备为多个；每个所述检测设备分别与所述第一控制器和对应的所述第二控制器连接；
3.根据权利要求2所述的面密度控制系统，其特征在于，每个所述模头调节件包括相互连接的模头调节块和电机；所述电机与所述第二控制器连接。
4.根据权利要求3所述的面密度控制系统，其特征在于，每个所述第二控制器包括第一判断模块、第一计算模块；
5.根据权利要求4所述的面密度控制系统，其特征在于，所述螺杆泵包括变频器，所述第一控制器包括第二判断模块、第二计算模块、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪巨琛，佟英浩，袁浩森，彭建林，任正云，
申请(专利权)人：深圳市曼恩斯特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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