基于模糊PID的点胶阀温度控制系统设计*

邓圭玲，冯志逸，周 灿

(1.中南大学 机电工程学院，湖南 长沙 410083；2.高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙 410083)

0 引 言

点胶技术是微电子封装行业中的一种关键技术，随着电子设备向高集成度的发展，行业对点胶工艺的性能要求也日益提高[1～3]。当前的点胶阀趋向高频率、微型化[4,5]，点胶阀的工作环境越加复杂，空气流动、室温、点胶频率、点胶阀温度场[6]等因素都会造成温度波动。点胶工艺中单液滴体积通常达到纳升(nL)数量级[7]，胶液的温度波动直接影响点胶一致性，降低胶液温度波动对提高点胶性能有重要意义[8]。

经典比例—积分—微分(proportional-integral-differential，PID)控制器结构简单而且实用性强，然而大多数情况下经典PID的参数都以对象特性为基础整定，对于一些非线性时变系统，经典PID的控制效果并不理想。针对一些非线性时变系统，模糊控制通常能取得较好的控制效果。模糊PID控制器是模糊控制和经典PID的有机结合，既能发挥模糊控制动态响应优秀、鲁棒性强的特点，还具备PID控制较高稳态精度的优点[9]。

本文将模糊PID控制器应用到压电喷射点胶阀中，以STM32微控制器为核心设计了硬件电路，并在压电喷射点胶阀上进行了温控实验。实验结果表明该控制器能有效降低胶液的温度波动，在受到一个温度扰动后，胶液温度恢复到设定值，其温度波动保持在0.5 ℃内，并且不发生振荡。

1 控制器模型

1.1 位置式数字PID

经典PID是PID神经网络、模糊PID等智能控制方法的基础。随着计算机技术的发展，经典PID以编……