一种涂布横向面密度的闭环控制方法、系统及介质与流程

本发明涉及涂布，具体涉及一种涂布横向面密度的闭环控制方法、系统及介质。

背景技术：

1、锂电池涂布主要指的是在锂电池的电极（负极和正极）制造过程中，将活性物质或其他功能性材料均匀地涂布在金属集流体（通常是铜箔或铝箔）表面的过程。锂电池涂布面密度的一致性控制是确保在电极片上的活性物质的质量或厚度在整个电极片表面及批次之间保持均匀特性的关键工艺流程。

2、目前，锂电池的涂布设备大多使用调节模头t块的位移以调节涂布横向面密度的大小。但是，在现有技术中，通常只将各个调节块看作线性被控对象，对其设计控制算法时通常采用固定的控制增益，事实上不同的误差需要调节的t块位移是不同的，它们并非是线性关系，在模头t块处于不同位置时，涂布横向面密度和t块位移之间的输入输出关系会不可避免的发生变化，因此难以保证涂布横向面密度的一致性。为此，有必要研究能够提高模头t块的位移调节准确性以保证涂布横向面密度的一致性的涂布横向面密度控制方法。

3、如中国专利cn117391404a，公开日2024年1月12日，锂电池涂布横向面密度的控制方法、装置及电子设备。该方法包括：基于涂布横向面密度数据建立面密度模型，基于历史涂布横向面密度数据以及预设的面密度数据阈值确定是否对预设的闭环算法的待整定参数进行整定，通过参数整定后的闭环算法并基于面密度模型对锂电池涂布横向面密度进行控制，实现了对闭环算法的优化，提高了涂布横向面密度的抗干扰能力，保证了涂布横向面密度的一致性。但是由于影响历史涂布横向面密度数据与闭环算法的待整定参数之间关系的因素较多，导致两者的关系并不是简单地线性关系，所以该技术方案中通过简单的参数整定后面的闭环算法仍不能充分计算模头t块的位移调节与涂布横向面密度控制之间的联系，而且该技术方案基于历史涂布横向面密度数据作为自学习面密度数据的基础以对闭环算法进行优化，存在涂布横向面密度控制缺乏实时性的技术问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出了一种涂布横向面密度的闭环控制方法、系统及介质，旨在提高模头t块的位移动态调节的准确性，提高闭环控制方法的自适应性，从而更好地保证涂布横向面密度的一致性。

2、第一方面，本技术提供了一种涂布横向面密度的闭环控制方法，包括以下步骤：

3、步骤102，获取锂电池生成过程的涂布横向面密度分区数据、涂布工艺参数以及模头t块位置数据；

4、步骤104，对涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数进行多信息融合处理，得到各分区的多信息融合权重；

5、步骤106，基于各分区的多信息融合权重，计算得到对应分区的模头t块调节量；

6、步骤108，基于各分区的模头t块调节量以及模头t块位置数据对涂布横向面密度进行控制。

7、在一些实施例中，所述涂布工艺参数至少包括涂布速度、实时泵速、涂布压力、回流压力、螺杆泵压力、左模头间隙、右模头间隙、浆料温度。

8、在一些实施例中，步骤104中，对涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数进行多信息融合处理，得到各分区的多信息融合权重，包括：

9、基于涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数，计算得到当前分区的每种参数的误差数据；

10、基于每种参数的误差数据，采用模糊算法得到每种参数的模糊信号；

11、采用重心法将每种参数的模糊信号转化为对应参数的权重；

12、基于每种参数的权重，计算得到当前分区的多信息融合权重。

13、在一些实施例中，所述基于涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数，计算得到当前分区的每种参数的误差数据，包括：

14、将所述涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数作为每种参数的实测参数值；

15、获取涂布横向面密度分区数据的目标参数值以及涂布工艺参数的目标参数值；

16、对每种参数的目标参数值和实测参数值求差，得到每种参数的第一误差数据。

17、在一些实施例中，所述基于涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数，计算得到当前分区的每种参数的误差数据，还包括：

18、将每次计算得到的每种参数的第一误差数据进行存储；

19、对当前计算得到的每种参数的第一误差数据和上一次计算得到的对应参数的第一误差数据求差，得到每种参数的第二误差数据；

20、所述第一误差数据和第二误差数据的集合构成当前分区的每种参数的误差数据。

21、在一些实施例中，步骤106中，基于各分区的多信息融合权重，计算得到对应分区的模头t块调节量，包括：

22、获取每个分区的涂层厚度；

23、对各分区的多信息融合权重和对应分区的涂层厚度求积，得到对应分区的模头t块调节量。

24、在一些实施例中，在步骤108之前，还包括以下步骤：

25、对各分区的涂布横向面密度分区数据的目标参数值和实测参数值求差，得到各分区的涂布横向面密度的第一误差；

26、将各分区的涂布横向面密度的第一误差与预设范围进行对比，根据对比结果确定各分区的调节类型；

27、为每种调节类型匹配对应的t块调节阈值；

28、对当前计算得到的各分区的模头t块调节量和上一次计算得到的对应分区的模头t块调节量求差，得到各分区的t块调节修正值；

29、将各分区的t块调节修正值与对应分区的t块调节阈值进行比较，若t块调节修正值小于等于t块调节阈值，则将计算得到的模头t块调节量作为当前分区的模头t块调节量，若t块调节修正值大于t块调节阈值，则将t块调节阈值作为当前分区的模头t块调节量。

30、在一些实施例中，在步骤104之前，还包括以下步骤：

31、对当前获取的涂布横向面密度分区数据与上一次获取的涂布横向面密度分区数据求差，得到涂布横向面密度的实测变化量；

32、将涂布横向面密度的实测变化量与第一预设阈值进行比较，若涂布横向面密度的实测变化量大于第一预设阈值，则将上一次获取的涂布横向面密度分区数据作为涂布横向面密度分区数据，若涂布横向面密度的实测变化量小于等于第一预设阈值，则将当前获取的涂布横向面密度分区数据作为涂布横向面密度分区数据。

33、第二方面，本技术提供了一种涂布横向面密度的闭环控制系统，包括：

34、数据采集模块，用于获取锂电池生成过程的涂布横向面密度分区数据、涂布工艺参数以及模头t块位置数据；

35、多信息融合模块，用于对涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数进行多信息融合处理，得到各分区的多信息融合权重；

36、数据输出模块，用于基于各分区的多信息融合权重，计算得到对应分区的模头t块调节量；

37、执行模块，用于基于各分区的模头t块调节量以及模头t块位置数据对涂布横向面密度进行控制。

38、第三方面，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如前述的一种涂布横向面密度的闭环控制方法。

39、本发明的有益技术效果至少包括：

40、1、采用一种涂布横向面密度的闭环控制方法、系统及介质，充分考虑到涂布横向面密度和模头t块位移之间的非线性关系，通过对涂布横向面密度分区数据以及涂布工艺参数进行多信息融合处理，能够更准确地捕捉这种复杂关系，从而提高涂布横向面密度控制精度，同时，结合实时监测涂布横向面密度分区数据和涂布工艺参数，能够动态调整多信息融合权重，避免了仅依赖历史数据进行优化带来的技术问题，确保了涂布横向面密度控制的实时响应，使涂布横向面密度的闭环控制具有更好的自适应性和抗干扰能力，而且，通过对各分区的模头t块调节量的计算，能够实现多模头协同工作，有助于提高涂布横向面密度控制的效率和涂布质量；

41、2、根据误差变化动态调整模糊信号对应的权重值，实现参数权重值的实时调整，能够提高涂布横向面密度控制的智能化和自适应性，通过模糊算法处理参数误差，对于不同的工作条件和非线性特性具有更好的鲁棒性，而且，动态调整权重值能够更准确地反映涂布过程的实际状态，从而提高涂布横向面密度控制精度，保证涂布质量；

42、3、通过第一误差数据的计算反映每次测量的偏差大小，通过第二误差数据的计算反映误差随时间累积的趋势，结合第一误差数据和第二误差数据得到当前分区的每种参数的误差数据，可以更全面地调整参数权重值，提高参数权重值调整的准确性，同时，由于仅考虑绝对误差（即第一误差数据）可能会导致过度调节，因此结合第二误差数据可以帮助区分短期波动和长期趋势，以减少不必要的调节，提高参数权重值调整的稳定性；

43、4、通过比较当前计算得到的调节量和上一次计算得到的调节量，能够实时捕捉到涂布横向面密度控制过程中的变化，并对每种调节类型的个性化阈值设置，将t块调节修正值与对应分区的阈值进行比较，根据修正策略实现对模头t块调节量的动态修正，能够避免模头t块的调节过量或不足，从而确保涂布横向面密度控制过程的稳定性。

44、本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。