一种高磁导率铁氧体陶瓷材料的烧结温度控制方法与流程

本发明涉及温度控制，具体为一种高磁导率铁氧体陶瓷材料的烧结温度控制方法。

背景技术：

1、高磁导率铁氧体陶瓷材料的烧结过程通常根据烧结工艺配方设定程序升温曲线，并通过调整加热功率等控制参数使实际温度跟随目标温度变化。

2、但在实际烧结过程中，受炉体热惯性、材料状态及设备运行状态等因素影响，相同的加热控制参数在不同烧结阶段可能产生不同的温度响应，例如响应延迟、温度变化速率以及温度过冲或欠冲程度存在差异。因此，仅依据程序升温曲线或固定温度区间进行烧结阶段划分，并根据当前温度偏差进行调节，难以准确反映烧结过程中的实际热响应规律，也难以针对不同热响应异常状态确定相适应的温度控制策略。

3、此外，烧结过程中炉内气氛状态也会影响材料的烧结状态。当实际温度响应与历史稳定烧结过程中的温度响应规律相近时，若当前烧结气氛状态偏离对应稳定烧结状态，仍可能导致当前烧结过程出现异常。现有方法通常对温度和气氛分别进行监测，缺少根据不同热响应模式建立对应烧结气氛状态判别条件，并结合温度响应与气氛状态对当前烧结异常进行识别的机制，从而影响烧结过程的稳定性以及产品质量一致性。

技术实现思路

1、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

2、一种高磁导率铁氧体陶瓷材料的烧结温度控制方法，所述方法包括：

3、s1：根据烧结工艺配方对应的程序升温曲线及烧结过程中各时刻的加热控制参数和温度响应，将烧结过程划分为多个烧结控制窗口，并获取各烧结控制窗口对应的烧结气氛状态参数，建立各烧结控制窗口对应的标准响应指纹；

4、s2：获取当前烧结控制窗口内的响应特征参数，构建当前响应指纹，并将所述当前响应指纹与所述标准响应指纹进行动态匹配，确定当前响应指纹对应的热响应模式，或者确定当前响应指纹未匹配已有热响应模式并获得对应的偏离特征；

5、s3：获取当前烧结控制窗口对应的烧结气氛状态参数，并根据当前响应指纹是否匹配已有热响应模式，基于所述热响应模式对应的烧结气氛状态判别条件或者所述偏离特征确定异常响应类型；

6、s4：根据所述异常响应类型，确定当前烧结控制窗口对应的温度控制策略，并根据所述温度控制策略对加热控制参数进行调整，完成烧结温度控制。

7、进一步的，将烧结过程划分为多个烧结控制窗口，并获取各烧结控制窗口对应的烧结气氛状态参数，包括：

8、获取烧结工艺配方对应的程序升温曲线及烧结过程中各时刻的加热控制参数和温度响应；

9、按照预设时间窗口提取各时段内加热控制参数与温度响应之间的响应特征参数；

10、根据相邻预设时间窗口响应特征参数的变化趋势，确定热响应规律发生变化的位置；

11、以所述热响应规律发生变化的位置作为烧结控制窗口边界，完成烧结控制窗口划分，并获取各烧结控制窗口对应的烧结气氛状态参数。

12、进一步的，建立各烧结控制窗口对应的标准响应指纹，包括：

13、获取多个历史稳定烧结过程对应的烧结控制窗口及对应的烧结气氛状态参数；

14、根据各烧结控制窗口内多个连续预设时间窗口对应的响应特征参数，按照时间顺序形成对应烧结控制窗口的响应特征参数序列；

15、基于所述响应特征参数序列，建立各烧结控制窗口对应的标准响应指纹。

16、进一步的，建立各烧结控制窗口对应的标准响应指纹，还包括：

17、基于动态时间规整的时间序列聚类分析，对不同历史烧结控制窗口对应的响应特征参数序列进行动态相似性分析，根据动态时间规整结果确定不同响应特征参数序列之间的动态距离，并基于所述动态距离对各烧结控制窗口进行聚类，将满足聚类条件的烧结控制窗口划分至同一热响应模式；

18、根据各热响应模式对应的响应特征参数序列确定对应热响应模式的聚类中心，并将所述聚类中心作为对应热响应模式的标准响应指纹；

19、根据属于同一热响应模式的历史稳定烧结控制窗口对应的烧结气氛状态参数，确定与所述热响应模式对应的烧结气氛状态判别条件，并建立所述烧结气氛状态判别条件与所述标准响应指纹之间的对应关系。

20、进一步的，构建当前响应指纹，包括：

21、获取当前烧结控制窗口内多个连续预设时间窗口对应的响应特征参数，并同步获取各预设时间窗口对应的烧结气氛状态参数；

22、根据所述当前烧结控制窗口内多个连续预设时间窗口对应的响应特征参数，按照时间顺序形成当前响应特征参数序列，并根据各预设时间窗口对应的烧结气氛状态参数按照时间顺序形成当前烧结气氛状态参数序列；

23、将所述当前响应特征参数序列作为当前响应指纹。

24、进一步的，确定当前响应指纹对应的热响应模式，或者确定当前响应指纹未匹配已有热响应模式并获得对应的偏离特征，包括：

25、将所述当前响应指纹分别与多个热响应模式对应的标准响应指纹进行动态匹配，获取所述当前响应指纹与各标准响应指纹之间的动态距离；

26、根据所述当前响应指纹与各标准响应指纹的动态距离，确定当前响应指纹对应的热响应模式，或者将所述当前响应指纹确定为未匹配已有热响应模式的响应指纹。

27、进一步的，获取所述当前响应指纹与各标准响应指纹之间的动态距离，包括：

28、基于动态时间规整方法，分别对所述当前响应指纹与各热响应模式对应的标准响应指纹进行时间对齐，计算对应的动态距离；

29、将各动态距离与预设距离阈值进行比较；

30、当存在动态距离小于所述预设距离阈值的标准响应指纹时，将对应标准响应指纹所属的热响应模式确定为当前响应指纹对应的热响应模式；

31、当各动态距离均大于或等于所述预设距离阈值时，将所述当前响应指纹确定为未匹配已有热响应模式的响应指纹，并获取所述当前响应指纹与动态距离最小的标准响应指纹之间经过动态时间规整后的响应差异序列，将所述响应差异序列作为当前响应指纹的偏离特征。

32、进一步的，基于所述热响应模式对应的烧结气氛状态判别条件或者所述偏离特征确定异常响应类型，包括：

33、当所述当前响应指纹匹配已有热响应模式时，判断当前烧结控制窗口对应的烧结气氛状态参数是否满足与所述热响应模式对应的烧结气氛状态判别条件；

34、当所述烧结气氛状态参数不满足所述烧结气氛状态判别条件时，根据所述烧结气氛状态参数相对于所述烧结气氛状态判别条件的偏离程度确定所述气氛状态异常特征；

35、获取历史异常烧结控制窗口对应的偏离特征与异常响应类型之间的关联关系，以及历史异常烧结控制窗口对应的气氛状态异常特征与异常响应类型之间的关联关系，并基于所述关联关系建立异常响应类型判定规则；

36、将当前烧结控制窗口对应的偏离特征或者气氛状态异常特征与所述异常响应类型判定规则进行匹配，确定当前烧结控制窗口的异常响应类型。

37、进一步的，确定当前烧结控制窗口对应的温度控制策略，包括：

38、获取历史烧结控制窗口中不同异常响应类型对应的温度控制策略；

39、根据各历史烧结控制窗口对应的异常响应类型及其采用的温度控制结果，建立异常响应类型与温度控制策略之间的对应关系；

40、根据当前烧结控制窗口对应的异常响应类型，基于所述对应关系确定当前烧结控制窗口对应的温度控制策略，其中，所述温度控制策略包含加热控制参数调整方式。

41、进一步的，根据所述温度控制策略对加热控制参数进行调整，完成烧结温度控制，包括：

42、基于当前烧结控制窗口对应的温度控制策略，按照温度控制策略的加热控制参数调整方式对当前烧结控制窗口对应的加热控制参数进行调整；

43、获取调整后的当前响应指纹及对应的烧结气氛状态参数，并将所述调整后的当前响应指纹与多个热响应模式对应的标准响应指纹进行动态匹配；

44、当所述调整后的当前响应指纹与对应标准响应指纹之间的动态距离小于预设距离阈值时，判断所述调整后的烧结气氛状态参数是否满足与匹配的热响应模式对应的烧结气氛状态判别条件；

45、当所述调整后的当前响应指纹与对应标准响应指纹之间的动态距离小于预设距离阈值，且所述调整后的烧结气氛状态参数满足对应的烧结气氛状态判别条件时，确定调整后的当前烧结控制窗口满足稳定烧结状态，完成烧结温度控制。

46、本发明提供了一种高磁导率铁氧体陶瓷材料的烧结温度控制方法。具备以下有益效果：

47、1、本发明通过根据加热控制参数与温度响应之间的热响应规律变化，将烧结过程划分为多个烧结控制窗口，并基于历史稳定烧结过程建立标准响应指纹和热响应模式，从而能够准确表征不同烧结阶段的实际热响应规律。通过动态时间规整计算当前响应指纹与标准响应指纹之间的动态距离，并根据动态距离识别当前热响应模式或偏离特征，提高了烧结异常状态识别的准确性。由此能够减少仅依据程序升温曲线及当前温度偏差进行控制造成的误判，提高烧结温度控制的稳定性。

48、2、本发明进一步针对匹配已有热响应模式的情况，引入与热响应模式对应的烧结气氛状态判别条件，并根据烧结气氛状态参数的偏离程度识别气氛状态异常，从而能够同时考虑温度响应状态与烧结气氛状态对烧结过程的影响。通过关联历史异常烧结控制窗口中的偏离特征、气氛状态异常特征与异常响应类型，确定对应的温度控制策略，并根据控制结果对加热控制参数进行调整。由此能够提高异常响应处理的针对性，促进当前烧结状态恢复至稳定状态，提高高磁导率铁氧体陶瓷材料的烧结质量一致性。