一种热转移印花温度场均匀性智能控制方法及系统与流程

本发明涉及纺织印染设备控制，特别涉及一种热转移印花温度场均匀性智能控制方法及系统。

背景技术：

1、热转移印花是一种将预先印在转印纸上的图案通过热压方式转移到织物上的工艺，该工艺的核心是通过加热滚筒对转印纸和织物施加高温高压，使染料升华并渗透到织物纤维中，滚筒表面温度场的均匀性直接决定了印花质量，不均匀的温度分布会导致色差、渗透不均等质量问题，严重影响产品合格率。

2、热转移印花设备的加热板通常被划分为多个独立控温区，每个区域配备独立的温度传感器和加热元件，通过控制器对各区域进行独立温度调节以维持整个加热板的温度均匀性。热转移印花过程具有典型的周期性和重复性特征，每个印花周期均包含合模、保压、开模等阶段，每次合模时冷态承印物接触热板会产生显著的温度跌落，且不同批次的承印物在材质、厚度、初始温度等方面存在差异，导致温度跌落的幅度和恢复特性各不相同；常规分区pid控制的核心缺陷在于：pid参数一经整定即为固定值，无法随工况变化自适应调整，当承印物材质发生变化时，固定pid参数下温度控制品质（如超调量、稳定时间、稳态精度等）会随工况变化而显著下降，单一参数组难以在所有工况下均保持最优的控制性能。此外，现有的温度场控制方法中，通常是依赖当前周期的温度偏差反馈进行调节，但由于各独立控温区之间存在因加热元件布局、散热边界条件等物理结构差异导致的固有热响应特性差异，以及各控温区固有的热响应特性差异，导致现有技术在面对工况多变、模型失配及区域固有差异时，无法针对每个区域的个性化热响应特性进行差异化补偿，导致区域间存在系统性温度偏差。

技术实现思路

1、本发明的主要目的为提供一种热转移印花温度场均匀性智能控制方法及系统，旨在解决现有技术中的技术问题。

2、本发明提出一种热转移印花温度场均匀性智能控制方法，包括：

3、调取历史波形库，其中，所述历史波形库包括多个历史温度波形及其对应的历史扰动数据，并通过温度传感器采集加热板各独立控温区的原始温度信号；

4、对所述原始温度信号进行标定转换，得到温度响应波形，并根据所述温度响应波形确定各区的波形窗口长度，以从所述温度响应波形中提取当前印花周期各区的初始温度波形片段；

5、基于预先标定的热力学物理模型对各所述初始温度波形片段进行推演计算，得到各区分别对应的扰动先验预测值；

6、依据所述扰动先验预测值设定最大规整偏移量，并基于所述最大规整偏移量对各区的初始温度波形片段与各历史温度波形执行物理约束的动态时间规整，得到波形相似度；

7、结合所述历史波形库以及依据所述初始温度波形片段提取的工况信号特征构建动态相似度判据，并结合所述波形相似度进行历史温度波形的择优筛选以及融合权重的耦合配置；

8、基于各区对应的所述历史温度波形、扰动先验预测值以及所述融合权重进行融合和补偿映射，得到各区的前馈补偿量，将所述前馈补偿量叠加至自抗扰控制器的控制输出上，以驱动加热元件执行温度调节；

9、获取印花周期结束后各区的稳态扰动增量和温度跌落积分，在线迭代修正所述热力学物理模型，并量化各区的温度场不均匀度偏差以对滞后控温区域实施差异化偏置补偿。

10、本申请还提供一种热转移印花温度场均匀性智能控制系统，包括：

11、数据获取模块，用于调取历史波形库，其中，所述历史波形库包括多个历史温度波形及其对应的历史扰动数据，并通过温度传感器采集加热板各独立控温区的原始温度信号；

12、波形提取模块，用于对所述原始温度信号进行标定转换，得到温度响应波形，并根据所述温度响应波形确定各区的波形窗口长度，以从所述温度响应波形中提取当前印花周期各区的初始温度波形片段；

13、先验预测模块，用于基于预先标定的热力学物理模型对各所述初始温度波形片段进行推演计算，得到各区分别对应的扰动先验预测值；

14、物理规整模块，用于依据所述扰动先验预测值设定最大规整偏移量，并基于所述最大规整偏移量对各区的初始温度波形片段与各历史温度波形执行物理约束的动态时间规整，得到波形相似度；

15、动态筛选模块，用于结合所述历史波形库以及依据所述初始温度波形片段提取的工况信号特征构建动态相似度判据，并结合所述波形相似度进行历史温度波形的择优筛选以及融合权重的耦合配置；

16、前馈补偿模块，用于基于各区对应的所述历史温度波形、扰动先验预测值以及所述融合权重进行融合和补偿映射，得到各区的前馈补偿量，将所述前馈补偿量叠加至自抗扰控制器的控制输出上，以驱动加热元件执行温度调节；

17、在线修正模块，用于获取印花周期结束后各区的稳态扰动增量和温度跌落积分，在线迭代修正所述热力学物理模型，并量化各区的温度场不均匀度偏差以对滞后控温区域实施差异化偏置补偿。

18、本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述热转移印花温度场均匀性智能控制方法的步骤。

19、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述热转移印花温度场均匀性智能控制方法的步骤。

20、本发明的有益效果为：本发明通过物理约束的动态时间规整，将热力学物理模型推演的扰动先验值作为先验知识嵌入波形匹配过程，克服了纯数据匹配易产生物理不可行对齐的缺陷，实现了在物理规律引导下对历史经验的精准检索，在此基础上，通过动态相似度判据自适应筛选匹配样本，并结合分配融合策略，依据当前工况与历史经验的差异度动态配置数据驱动与物理先验的融合权重，以确保在不同工况下能自适应地在历史经验和物理模型之间选择最优信任分配，有利于显著提升复杂场景下扰动估计的准确性；进而，本发明将融合得到的扰动估计量以前馈形式注入自抗扰控制器，在反馈回路响应之前主动补偿扰动，极大提升了温度控制的响应速度与抗扰动能力，并通过在线模型修正与差异化偏置补偿的双层机制，分别解决了设备老化导致的模型参数漂移与各区域固有的热响应特性差异问题，有利于从根源上抑制因控温区物理结构差异导致的温度场不均匀性。

1.一种热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，所述调取历史波形库的步骤之前，包括：

3.根据权利要求1所述的热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，所述根据所述温度响应波形确定各区的波形窗口长度，以从所述温度响应波形中提取当前印花周期各区的初始温度波形片段的步骤，包括：

4.根据权利要求1所述的热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，所述依据所述扰动先验预测值设定最大规整偏移量，并基于所述最大规整偏移量对各区的初始温度波形片段与各历史温度波形执行物理约束的动态时间规整，得到波形相似度的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，所述结合所述历史波形库以及依据所述初始温度波形片段提取的工况信号特征构建动态相似度判据的步骤，包括：

6.根据权利要求1所述的热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，所述结合所述波形相似度进行历史温度波形的择优筛选以及融合权重的耦合配置的步骤，包括：

7.根据权利要求1所述的热转移印花温度场均匀性智能控制方法，其特征在于，所述获取印花周期结束后各区的稳态扰动增量和温度跌落积分，在线迭代修正所述热力学物理模型，并量化各区的温度场不均匀度偏差以对滞后控温区域实施差异化偏置补偿的步骤，包括：

8.一种热转移印花温度场均匀性智能控制系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。