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龙图腾网获悉福建理工大学申请的专利一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118893499B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411278596.1，技术领域涉及：B24B1/00；该发明授权一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法是由许永超;杨岱睿;刘琼;王乾廷;陈丙三设计研发完成，并于2024-09-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法在说明书摘要公布了：本发明属于衬底抛光技术领域，提供了一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，包括搅拌系统、人机交互控制系统、超声振动装置、液位计监测装置系统、压力报警系统和气体加压系统，所述气体加压系统包括气源、气体流量控制装置、气体传感器以及数据采集和处理单元；本发明通过能够使加压气体经过滤网输送到搅拌罐，经超声振动装置内部发生器发出预设频率的超声波，接触水体后发生振动，在接触面上出现一个气液共存的状态，产生大量气泡，同时搅拌子通过磁力发生器产生的磁场对搅拌罐中的抛光液进行搅拌，以在单位时间内获得更大的气液体接触面积，进而大大提高气体与抛光液的接触面积，进而获得更好的磨料分散性。

本发明授权一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，包括搅拌系统、人机交互控制系统1、超声振动装置2、液位计监测装置系统、压力报警系统和气体加压系统，其特征在于：所述气体加压系统包括气源、气体流量控制装置、气体传感器以及数据采集和处理单元，所述气体加压系统引入模糊PID控制； 所述气体加压系统还包括采用气体流量偏差E和偏差变化率EC作为模糊控制器的两个输入，对模糊规则PID控制器三个参数Kp、Ki、Kd进行整定和输出； 所述搅拌系统包括磁力搅拌装置9和搅拌罐6，所述磁力搅拌装置9安装在搅拌罐6的底部，由转速传感器、DA模块、驱动电路、磁力发生器和搅拌子构成，工作状态下，为了保证电机转速的稳态精度，采用转速传感器直接检测搅拌子转速，每转一圈转速传感器会产生一个脉冲信号，传送至PLC将搅拌子实际转速与设定转速进行比较，通过PID控制调节误差，最终使搅拌子转速稳定在设定值，PID公式表示如下： ΔVk＝kpEk-Ek-1+kiEk1.6 设第K圈的周期为Tk，则第k次误差为：Ek＝Tg－Tkms；Ek－1为第K－1次误差②kp为比例系数、ki为积分系数、ΔVk为第K次电压增量； 所述超声振动装置2中内设振动头、变幅杆、换能器和超声波发生器，输出脉冲信号，所述超声振动装置2由发生器发出预设频率的超声波，接触水体后发生振动，此时接触面上出现一个气液共存的状态；其涉及的公式如下： Q＝μ·K·A·Δt 其中：Q为溶解量；μ为振动频率；K为搅拌速率；Δt为加工时间；A为单位时间的气液体接触面积； 所述人机交互控制系统1包括PLC控制器、输入输出模块、人机界面、通信接口、检测传感器和执行器，检测传感器接收搅拌罐6中实际气体含量的脉冲信号，经逻辑运算器判定是否与预设值相吻合后，对气体加压系统发出动作不动作指令，以维持搅拌罐6中气体溶解速率的稳定； 所述PLC控制器接收处理来自超声振动、磁力搅拌装置9和人机交互界面输入的控制信号，并对各种控制信号输入的时间、大小信息进行记录，得出超声振动和磁力搅拌装置9的特征参数，包括发生时间、振动频率、搅拌速率，为分析系统工作状态提供依据； 一种基于PID控制气体辅助抛光系统的设计方法，包括以下步骤： 步骤一、通过人机交互控制系统1输入超声振动和磁力搅拌装置9相对应的预设振动频率和搅拌速率； 步骤二、控制系统和人机交互控制系统1通过PID控制振动频率和搅拌速率的大小以维持系统气体溶解速率平稳，进而以更快达到实际所需的气体含量； 步骤三、气体加压系统将抛光罐内加压，提前设定气体流量目标值，获取当前气体流量采样值，改进模糊控制器偏差E和偏差变化率EC工艺参数，对模糊规则PID控制器三个参数Kp、Ki、Kd进行整定和输出，随后进行PID运算，控制气体流量控制装置载气阀门产生相应的动作，使气体流速速率高响应、高精度均匀稳定的注入搅拌系统中的搅拌罐6内； 步骤四、超声振动装置2经发生器发出预设频率的超声波，接触水体后发生振动，此时接触面上出现一个气液共存的状态，产生大量气液泡，同时搅拌子通过磁力发生器产生的磁场对搅拌罐6中的抛光液进行搅拌，进而提高气液接触面积，获得更高气体溶解量和更好的磨料分散性； 步骤五、通过人机交互控制系统1将工作特征信号进行储存以实时检测系统工作状态同时控制加压系统的气体输送速率。

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