1.一种电流体动力学高分辨率喷墨打印的控制方法,其特征在于:其包括以下步骤:一、对电流体动力学喷墨打印系统的参数进行初始化,并设置相应的控制参数;
二、根据待喷墨打印图案的电流体动力学的射流直径dr,得到喷射溶液的设定导通电流值pq;
三、通过皮安表检测k时刻的喷射溶液的实际输出的导通电流值p(k),并得到喷射溶液的参考导通电流值pr(k),pr(k+j)=λp(k+j-1)+(1-λ)pq(k),
式中,pr(k+j)为k+j时刻的喷射溶液的参考导通电流值,p(k+j-1)为k+j-1时刻的喷射溶液的实际输出的导通电流值,pq(k)为k时刻的喷射溶液的设定导通电流值,λ为输出平滑系数,0<λ<1,j=1,2,…,N,N为大于1的整数;
四、根据电流体动力学喷墨打印喷射溶液的导通电流的系统模型,构建喷射溶液的导通电流的输出模型P=G1ΔU1+G2ΔU2+G3ΔU3+f,
式中,P为k+1时刻至k+N时刻的喷射溶液的导通电流的输出值,P用向量表示为P=[p(k+1),p(k+2),…,p(k+N)]T,ΔU1、ΔU2和ΔU3分别为当前k时刻至k+N-1时刻的施加电压参数增量向量、喷射高度参数增量向量和注射泵入口压力参数增量向量,ΔU1=[Δu1(k),Δu1(k+1),…,Δu1(k+N-1)]T,Δu1(k)=u1(k)-u1(k-1),ΔU2=[Δu2(k),Δu2(k+1),…,Δu2(k+N-1)]T,Δu2(k)=u2(k)-u2(k-1),ΔU3=[Δu3(k),Δu3(k+1),…,Δu3(k+N-1)]T,Δu3(k)=u3(k)-u3(k-1),f表示k时刻的喷射溶液的导通电流的输出模型的已知量部分,用向量表示为f=[f(k+1),f(k+2),…,f(k+N)]T,G1、G2和G3分别表示为施加电压参数增量向量的系数矩阵、喷射高度参数增量向量的系数矩阵和注射泵入口压力参数增量向量的系数矩阵,五、根据电流体动力学喷墨打印喷射溶液的导通电流的输出模型的实际输出值和喷射溶液的参考导通电流值之间的偏差,确定性能指标为:J=(P-Pr)T(P-Pr)+γ1ΔU1TΔU1+γ2ΔU2TΔU2+γ3ΔU3TΔU3,式中,P为k+1时刻至k+N时刻喷射溶液的导通电流的实际输出值,P用向量表示为P=[p(k+1),p(k+2),…,p(k+N)]T,Pr为k+1时刻至k+N时刻喷射溶液的参考导通电流输出值,Pr用向量表示为Pr=[pr(k+1),pr(k+2),…,pr(k+N)]T,γi(i=1,2,3)为控制加权系数,其取值范围为γi>0;
六、以步骤五中的性能指标为最小值进行求解,得到当前k时刻至k+N时刻的施加电压参数增量向量、喷射高度参数增量向量和注射泵入口压力参数增量向量,其输入增量参数向量分别表示为:式中,I为单位矩阵;
七、由步骤六中得到当前k时刻所需要的施加电压输入参数值、喷射高度输入参数值和注射泵入口压力输入参数值,其输入参数值分别表示为:式中,u1(k)为当前k时刻的施加电压参数,u1(k-1)为k-1时刻的施加电压参数,Δu1(k)为当前k时刻的施加电压参数增量,u2(k)为时刻k的喷射高度参数,u2(k-1)为k-1时刻的喷射高度参数,Δu2(k)为当前k时刻的喷射高度参数增量,u3(k)为当前k时刻的注射泵入口压力参数,u3(k-1)为k-1时刻的注射泵入口压力参数,Δu3(k)为当前k时刻的注射泵入口压力参数增量;
八、根据步骤七中得到的当前k时刻所需要的施加电压参数值、喷射高度参数值和注射泵入口压力参数值,分别调节电流体动力学喷墨打印设备的高压电源的电压、喷嘴与基板的喷射高度和注射泵入口压力,进行电流体动力学喷墨打印图案。
2.根据权利要求1所述的一种电流体动力学高分辨率喷墨打印的控制方法,其特征在于:步骤二中包括以下步骤:(1)确定采样电流体动力学喷墨打印喷射溶液的导通电流值及其对应的射流直径值的数据个数n,确定射流直径与喷射溶液的导通电流多项式的阶次m;
(2)采集电流体动力学喷墨打印过程中n个喷射溶液导通电流值及其对应的射流直径值,采样数据表示为(pi,di),(i=1,2,…,n),pi为第i个喷射溶液的导通电流值,di为第i个喷射溶液导通电流值对应的射流直径;
(3)以喷射溶液的导通电流为自变量,以射流直径为因变量,根据采样数据信息,构建射流直径与喷射溶液导通电流之间的关系矩阵表达式式中,ci(i=1,2,…,m)为喷射溶液的直径与喷射溶液的导通电流多项式的各项系数;
(4)按照偏差平方和最小原则,得到射流直径与喷射溶液导通电流多项式的各项系数的矩阵方程:(5)从步骤(4)中分别得到各项系数ci(i=1,2,…,m)的值;
(6)根据射流直径与喷射溶液导通电流多项式的各项系数ci,确定待喷墨打印图案的通过电流体动力学的射流直径dr与设定喷射溶液导通电流pq之间的映射关系式中,dr为待喷墨打印图案的通过电流体动力学的射流直径,pq为喷射溶液的设定导通电流,ci为射流直径与喷射溶液导通电流多项式的各项系数(i=1,2,…,m)。
3.根据权利要求1所述的一种电流体动力学高分辨率喷墨打印的控制方法,其特征在于:步骤四中,电流体动力学喷射溶液的导通电流多物理场参数耦合模型建模包括以下步骤:a确定多物理场耦合参数中所施加电压参数的阶次n1、喷射高度参数的阶次n2、注射泵入口压力参数的阶次n3以及喷射溶液的导通电流的阶次na;
b根据电流体动力学喷墨打印过程中当前k时刻的施加电压参数数据u1(k)、喷射高度参数数据u2(k)、注射泵入口压力参数数据u3(k),检测当前k时刻的喷射溶液的导通电流的数据p(k);
c根据多物理场耦合参数数据和喷射溶液的导通电流数据,确定当前k时刻的参数向量θ(k),得到参数向量θ(k)值式中θ为参数向量, θ(k)为当前k时刻
待计算的参数向量,θ(k-1)为k-1时刻已知的参数向量, 为信息向量,为当前k时刻的信息向量, 为k-1时刻的信息向量,p(k)为当前k时刻的喷射溶液的导通电流,ω和σ为修正系数,其取值范围分别为:0<ω<2,σ>0;
d经过多次循环计算,得到参数向量θ值,从而得到电流体动力学喷射溶液的导通电流的多物理场参数耦合模型式中,
p(t)为t时刻的喷射溶液的导通电流,u1
(t)为t时刻的输入施加电压参数、u2(t)为t时刻的输入喷射高度参数,u3(t)为t时刻的注射泵入口压力参数;
e在电流体动力学喷墨打印过程中,由于喷射溶液的导通电流受到外界因素的影响,根据电流体动力学喷射溶液的导通电流的多物理场参数耦合模型,考虑外界因素的影响,构建电流体动力学喷墨打印喷射溶液的导通电流的系统模型,A(z-1)p(k)=B1(z-1)u1(k-1)+B2(z-1)u2(k-1)+B3(z-1)u3(k-1)+ξ(k)/Δ式中,p(k)为k时刻的喷射溶液的导通电流,u1(k-1)为k-1时刻的输入施加电压参数、u2(k-1)为k-1时刻的输入喷射高度参数,u3(k-1)为k-1时刻的注射泵入口压力参数,ξ(k)表示k时刻电流体动力学喷墨打印过程中喷射溶液的导通电流所受到的外界因素的影响,Δ为差分算子,Δ=1-z-1。