一种喷墨印花机出墨量控制方法与流程

1.本发明涉及喷墨印花机喷墨技术领域，尤其涉及一种喷墨印花机出墨量控制方法。


背景技术：

2.随着计算机技术、精密机械和精细化工技术的迅速发展，数码喷墨印花设备的性能也有较大的提升。喷墨印花机的出墨量是影响喷墨印花颜色效果的一个重要因素，常见的cmyk四色喷墨印花机总出墨量为0～400％。一般情况下，单个墨道的出墨量不大于100％。实际上，产品喷墨印刷过程是一种间歇过程，喷墨印花机的出墨量可以采用间歇控制方法。出现于20世纪80年代的迭代学习控制(ilc)非常适用这种具有间歇操作性质的被控过程，是实现精确控制的一种有效控制技术。因此，应用迭代学习控制技术解决喷墨印花机的出墨量控制问题。
3.在实现现有技术的过程中，发明人发现：
4.为了尽可能扩大喷墨印花色域，有时会尽量提高单墨道的出墨量及总出墨量。由于喷墨印花是一种非接触式印花方式，出墨量的提高会造成织物表面墨水堆积量的增加，引起墨水在织物上渗化，从而影响喷墨印花图案的精细度。因此，喷墨印花的颜色深度很难达到传统印花的标准，要提高喷墨印花的印花图案的精细度，研究喷墨印花机的出墨量高精度控制技术，正是喷墨印花技术当前需要解决的关键问题之一。
5.因此，需要提供一种喷墨印花机精确控制出墨量的技术方案。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供一种喷墨印花机精确控制出墨量的技术方案，用以解决现有技术中喷墨印花的印花图案的精细度不够，墨水在织物上渗化，从而影响喷墨印花图案的精细度的问题。
7.具体的，一种喷墨印花机出墨量控制方法，包括：
8.至少获取喷墨印花机印刷的印刷品图像色度chk(t)、印刷速度v
*
(t)；
9.求解所述印刷品图像色度chk(t)与预设图像色度ch*(t)之间色差ek(t)；
10.基于所述色差ek(t)，采用出墨量控制算法，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*k(t)；
11.根据所述印刷速度v
*
(t)计算所述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)；
12.将所述前馈补偿轨迹iqv(t)对出墨量参考轨迹iq*k(t)进行前馈补偿，生成期望出墨量iq
rfk
(t)；
13.调节喷墨印花机实际出墨量iqk(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致；
14.所述chk(t)表述当前印刷品图像色度，ch*(t)表述预设图像色度，ek(t)表述色差，iqk(t)表述喷墨印花机实际出墨量，iq*k(t)表述喷墨印花机出墨量参考轨迹，iqv(t)表述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹，iq
rfk
(t)表述喷墨印花机期望出墨量，所述chk(t)、ek(t)、
iqk(t)、iq*k(t)、iqv(t)、iq
rfk
(t)中的k用于表述当前印制印刷品的第k次喷印操作，t∈[0，ts]表示印刷品喷印周期。
[0015]
进一步的，基于所述色差ek(t)，采用出墨量控制算法，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*k(t)，计算公式如下：
[0016]
iq*k(t)＝iq
pik
(t)+iq
ilck
(t)；
[0017]
其中，
[0018]
iq
pik
(t)＝k
p 1ek
(t)+k
i1
∫ek(t)dt；
[0019]
iq
ilck
(t)＝l1iq
ilck-1
(t)+l
2 e
k-1
(t)；
[0020]
其中，所述iq
pik
(t)表述第k次pi反馈输出墨量，所述k
p 1
表述为比例增益，k
i1
表述为积分增益，所述iq
ilck
(t)表述第k次迭代学习前馈出墨量，l1和l2为学习增益，所述iq
ilck-1
(t)表述为第k-1次迭代学习前馈出墨量，e
k-1
(t)表述为第k-1次印刷品图像色度ch k-1
(t)与预设图像色度ch*(t)之间色差e k-1
(t)。
[0021]
进一步的，当k＝1时，iq*1(t)＝iq
pi1
(t)，当k＞1时，iq*k(t)＝iq
pik
(t)+iq
ilck
(t)。
[0022]
进一步的，根据所述印刷速度v
*
(t)计算所述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)，计算公式如下：
[0023]
iqv(t)＝β(t)v
*
(t)；
[0024]
所述iqv(t)表述为前馈补偿轨迹，所述v
*
(t)表述为印刷速度，所述β(t)表述为印刷速度与出墨量的增益函数。
[0025]
进一步的，将所述前馈补偿轨迹iqv(t)对出墨量参考轨迹iq*k(t)进行前馈补偿，生成期望出墨量iq
rfk
(t)，计算公式如下：
[0026]
iq
rfk
(t)＝iq*k(t)+iqv(t)；
[0027]
所述iq
rfk
(t)表述喷墨印花机期望出墨量。
[0028]
进一步的，调节喷墨印花机出墨量iqk(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致，具体包括：
[0029]
通过出墨量pi控制算法，调节喷墨印花机出墨量iqk(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致。
[0030]
进一步的，所述实际出墨量的计算公式如下：
[0031]
iqk(t)＝fbrok(t)；
[0032]
其中，所述iqk(t)表述喷墨印花机实际出墨量，所述fb表述出墨量反馈系数，rok(t)为表述喷墨印花机喷墨机构开度，所述喷墨印花机实际出墨量iqk(t)通过喷墨印花机喷墨机构开度调节。
[0033]
进一步的，所述出墨量pi控制算法，计算公式如下：
[0034]
uk(t)＝k
p2
(iq
*k
(t)+iqv(t)-iqk(t))+k
i2
∫(iq
*k
(t)+iqv(t)-iqk(t))dt；
[0035]
其中，所述uk(t)表述为为电机驱动期望速度，所述k
p2
表述为比例增益，所述k
i2
表述为积分增益。
[0036]
本技术实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：通过本技术提供的喷墨印花机出墨量控制方法，针对喷墨印花机间歇性喷印操作，利用迭代学习控制律学习出墨量参考轨迹iq
*k
(t)，再经印刷速度规划修正补偿轨迹iqv(t)，最后通过出墨量pi控制输出电机驱动期望速度量uk(t)调节墨斗开度，使得实际出墨量(iqk(t))跟踪期望出墨量(iq
rfk
(t))；保证实际印刷品与标准印刷品色度一致，即降低墨水堆积导致在织物上渗化，从而影
响喷墨印花图案的精细度。此外，通过实施本发明方法，实现了基于色差和印刷速度调节出墨量，适应印刷速度变化，保证了印刷品色度的一致性，提高了喷印质量。
附图说明
[0037]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0038]
图1为本技术实施例提供的一种喷墨印花机出墨量控制方法的流程图；
[0039]
图2为实现图1中控制方法的系统结构示意图；
[0040]
图3为本技术实施例提供的印刷速度-出墨量前馈补偿轨迹曲线图。
具体实施方式
[0041]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0042]
请参照图1，为本技术实施例提供的一种喷墨印花机出墨量控制方法，包括以下步骤：
[0043]
s110：至少获取喷墨印花机印刷的印刷品图像色度chk(t)、印刷速度v
*
(t)。
[0044]
s120：求解所述印刷品图像色度chk(t)与预设图像色度ch*(t)之间色差ek(t)。
[0045]
s130：基于所述色差ek(t)，采用出墨量控制算法，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*k(t)。
[0046]
s140：根据所述印刷速度v
*
(t)计算所述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)。
[0047]
s150：将所述前馈补偿轨迹iqv(t)对出墨量参考轨迹iq*k(t)进行前馈补偿，生成期望出墨量iq
rfk
(t)。
[0048]
s160：调节喷墨印花机实际出墨量iqk(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致。
[0049]
所述chk(t)表述当前印刷品图像色度，ch*(t)表述预设图像色度，ek(t)表述色差，iqk(t)表述喷墨印花机实际出墨量，iq*k(t)表述喷墨印花机出墨量参考轨迹，iqv(t)表述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹，iq
rfk
(t)表述喷墨印花机期望出墨量，所述chk(t)、ek(t)、iqk(t)、iq*k(t)、iqv(t)、iq
rfk
(t)中的k用于表述当前印制印刷品的第k次喷印操作，t∈[0，ts]表示印刷品喷印周期。
[0050]
进一步的，所述色差ek(t)为印刷品图像色度chk(t)减去预设图像色度ch*(t)所得。
[0051]
进一步的，基于所述色差ek(t)，采用出墨量控制算法，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*k(t)，计算公式如下：
[0052]
iq*k(t)＝iq
pik
(t)+iq
ilck
(t)；
[0053]
其中，
[0054]
iq
pik
(t)＝k
p 1ek
(t)+k
i1
∫ek(t)dt；
[0055]
iq
ilck
(t)＝l1iq
ilck-1
(t)+l
2 e
k-1
(t)；
[0056]
其中，所述iq
pik
(t)表述第k次pi反馈输出墨量，所述k
p 1
表述为比例增益，k
i1
表述
为积分增益，所述iq
ilck
(t)表述第k次迭代学习前馈出墨量，l1和l2为学习增益，所述iq
ilck-1
(t)表述为第k-1次迭代学习前馈出墨量，e
k-1
(t)表述为第k-1次印刷品图像色度ch k-1
(t)与预设图像色度ch*(t)之间色差e k-1
(t)。
[0057]
具体而言，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*k(t)，是针对第k次印刷采用比例-积分(pi)反馈和迭代学习前馈方法计算得出的。
[0058]
进一步的，当k＝1时，iq*1(t)＝iq
pi1
(t)，当k＞1时，iq*k(t)＝iq
pik
(t)+iq
ilck
(t)。
[0059]
具体而言，第1次喷印操作时，仅采用pi反馈控制；第2次及以后喷印操作，上一次的色差信号和控制信号按时间顺序依次存储在内存单元中，采用pi反馈和迭代学习前馈控制。
[0060]
进一步的，根据所述印刷速度v
*
(t)计算所述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)，计算公式如下：
[0061]
iqv(t)＝β(t)v
*
(t)；
[0062]
所述iqv(t)表述为前馈补偿轨迹，所述v
*
(t)表述为印刷速度，所述β(t)表述为速度与出墨量的增益函数。具体而言，如图3所示为印刷速度与前馈补偿轨迹轨迹曲线图
[0063]
进一步的，将所述前馈补偿轨迹iqv(t)对出墨量参考轨迹iq*k(t)进行前馈补偿，生成期望出墨量iq
rfk
(t)，计算公式如下：
[0064]
iq
rfk
(t)＝iq*k(t)+iqv(t)；
[0065]
所述iq
rfk
(t)表述喷墨印花机期望出墨量。
[0066]
进一步的，调节喷墨印花机出墨量iqk(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致，具体包括：
[0067]
通过出墨量pi控制算法，调节喷墨印花机出墨量iqk(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致。
[0068]
进一步的，所述实际出墨量的计算公式如下：
[0069]
iqk(t)＝fbrok(t)；
[0070]
其中，所述iqk(t)表述喷墨印花机实际出墨量，所述fb表述出墨量反馈系数，rok(t)表述为喷墨印花机喷墨机构墨斗开度，所述喷墨印花机实际出墨量iqk(t)通过喷墨印花机喷墨机构墨斗开度调节。
[0071]
进一步的，所述出墨量pi控制算法，计算公式如下：
[0072]
uk(t)＝k
p2
(iq
*k
(t)+iqv(t)-iqk(t))+k
i2
∫(iq
*k
(t)+iqv(t)-iqk(t))dt；
[0073]
其中，所述uk(t)表述为为电机驱动期望速度，所述k
p2
表述为比例增益，所述k
i2
表述为积分增益。
[0074]
具体而言，通过出墨量pi控制算法输出电机驱动期望速度uk(t)，通过uk(t)调节喷墨机构墨斗开度rok(t)。
[0075]
如图2所示，为依据本方法构建的系统结构示意图，包括：色差迭代学习控制、印刷速度前馈补偿控制、出墨量控制。色差迭代学习控制，即通过印刷品图像色度测量与预设图像色度(标注图像采集色度)之间色差，采用pi反馈和迭代学习前馈，求解出墨量参考轨迹iq*k(t)，pi反馈和迭代学习前馈中设有存储单元，用于存储上一次色差信号和控制信号。印刷速度前馈补偿控制，即通过印刷速度和印刷速度与出墨量的增益函数求解出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)，通过出墨量参考轨迹iq*k(t)和出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)，生成喷墨印花机期望出墨量。出墨量控制即通过出墨量pi控制算法，输出电机驱动期望速度uk(t)，通
过uk(t)调节喷墨机构墨斗开度rok(t)。通过本方法，实现了基于色差和印刷速度调节出墨量，适应印刷速度变化，保证印刷色度的一致性，提高喷墨印花图案的精细度，提高了喷印质量。
[0076]
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0077]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：至少获取喷墨印花机印刷的印刷品图像色度ch
k
(t)、印刷速度v
*
(t)；求解所述印刷品图像色度ch
k
(t)与预设图像色度ch*(t)之间色差e
k
(t)；基于所述色差e
k
(t)，采用出墨量控制算法，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*
k
(t)；根据所述印刷速度v
*
(t)计算所述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)；将所述前馈补偿轨迹iqv(t)对出墨量参考轨迹iq*
k
(t)进行前馈补偿，生成期望出墨量iq
rfk
(t)；调节喷墨印花机实际出墨量iq
k
(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致；所述ch
k
(t)表述当前印刷品图像色度，ch*(t)表述预设图像色度，e
k
(t)表述色差，iq
k
(t)表述喷墨印花机实际出墨量，iq*
k
(t)表述喷墨印花机出墨量参考轨迹，iqv(t)表述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹，iq
rfk
(t)表述喷墨印花机期望出墨量，所述ch
k
(t)、e
k
(t)、iq
k
(t)、iq*
k
(t)、iqv(t)、iq
rfk
(t)中的k用于表述当前印制印刷品的第k次喷印操作，t∈[0，t
s
]表示印刷品喷印周期。2.根据权利要求1所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，基于所述色差e
k
(t)，采用出墨量控制算法，计算所述喷墨印花机出墨量参考轨迹iq*
k
(t)，计算公式如下：iq*
k
(t)＝iq
pik
(t)+iq
ilck
(t)；其中，iq
pik
(t)＝k
p1
e
k
(t)+k
i1
∫e
k
(t)dt；iq
ilck
(t)＝l1iq
ilck-1
(t)+l
2 e
k-1
(t)；其中，所述iq
pik
(t)表述第k次pi反馈输出墨量，所述k
p1
表述为比例增益，k
i1
表述为积分增益，所述iq
ilck
(t)表述第k次迭代学习前馈出墨量，l1和l2为学习增益，所述iq
ilck-1
(t)表述为第k-1次迭代学习前馈出墨量，e
k-1
(t)表述为第k-1次印刷品图像色度ch k-1
(t)与预设图像色度ch*(t)之间色差e k-1
(t)。3.根据权利要求2所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，当k＝1时，iq*1(t)＝iq
pi1
(t)，当k＞1时，iq*
k
(t)＝iq
pik
(t)+iq
ilck
(t)。4.根据权利要求1所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，根据所述印刷速度v
*
(t)计算所述喷墨印花机出墨量前馈补偿轨迹iqv(t)，计算公式如下：iqv(t)＝β(t)v
*
(t)；所述iqv(t)表述为前馈补偿轨迹，所述v
*
(t)表述为印刷速度，所述β(t)表述为印刷速度与出墨量的增益函数。5.根据权利要求1所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，将所述前馈补偿轨迹iqv(t)对出墨量参考轨迹iq*
k
(t)进行前馈补偿，生成期望出墨量iq
rfk
(t)，计算公式如下：iq
rfk
(t)＝iq*
k
(t)+iqv(t)；所述iq
rfk
(t)表述喷墨印花机期望出墨量。6.根据权利要求1所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，调节喷墨印花机出墨量iq
k
(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致，具体包括：通过出墨量pi控制算法，调节喷墨印花机出墨量iq
k
(t)与期望出墨量iq
rfk
(t)一致。
7.根据权利要求6所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，所述实际出墨量的计算公式如下：iq
k
(t)＝f
b
ro
k
(t)；其中，所述iq
k
(t)表述喷墨印花机实际出墨量，所述f
b
表述出墨量反馈系数，ro
k
(t)为表述喷墨印花机喷墨机构开度，所述喷墨印花机实际出墨量iq
k
(t)通过喷墨印花机喷墨机构开度调节。8.根据权利要求5所述的喷墨印花机出墨量控制方法，其特征在于，所述出墨量pi控制算法，计算公式如下：u
k
(t)＝k
p2
(iq
*k
(t)+iqv(t)-iq
k
(t))+k
i2
∫(iq
*k
(t)+iqv(t)-iq
k
(t))dt；其中，所述u
k
(t)表述为为电机驱动期望速度，所述k
p2
表述为比例增益，所述k
i2
表述为积分增益。

技术总结
本申请提供一种喷墨印花机出墨量控制方法。其中，所述方法包括：至少获取喷墨印花机印刷的印刷品图像色度CH


技术研发人员：许文程 仇翔 郭智远 程荣致 陈志杰 黎万昌
受保护的技术使用者：昆山大世界油墨涂料有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/9/7