[发明专利]一种基于在线补偿的多轴协同高精度液相泵控制方法

说明书

一种基于在线补偿的多轴协同高精度液相泵控制方法，通过提出电机参数在线补偿及多轴电机协同运行的控制方法，保证以高精度液相泵为核心的液相色谱仪在不同工况与介质条件下，恒流输送流量精度一致性指标、脉动性指标均能保持稳定，克服了现有液相泵流量精度低、流量输送一致性差、脉动率大、运行参数离线不可补偿等问题，精度高，工况稳定。

技术领域

本发明涉及一种基于在线补偿的多轴协同高精度液相泵控制方法，属于电子工程技术领域。

背景技术

目前国外仪器供应商纷纷推出具有更高分离度、更快分析速度、以及更高灵敏度的超高效液相色谱仪(简称UHPLC)，并迅速应用于食品安全、制药、环境检测、科研等领域，这类仪器不仅可以极大提高色谱工作者的工作效率，而且显著减少溶剂和样品消耗，大大减少环境资源需求，显著节约成本。

目前在国内尚缺乏具有自主知识产权的UHPLC技术，主要原因是UHPLC核心部件—高精度超高压液相泵缺乏匹配供应方和完整的供应链方案，高精度超高压液相泵技术与国外存在较大差距。液相色谱仪的超高压化，为液相泵带来了诸多技术难题，如多轴控制协同性、流体可压缩下流量补偿、超高压密封等问题难以解决，使得流量精度、准确度和压力脉动难以达到要求，制约了UHPLC的进一步发展。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，现有液相泵流量精度低、流量输送一致性差、脉动率大、运行参数离线不可补偿等问题，提出了一种基于在线补偿的多轴协同高精度液相泵控制方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于在线补偿的多轴协同高精度液相泵控制方法，步骤如下：

(1)进行液相泵组组装，根据液相泵组任务要求选择电机运行状态，其中，电机运行状态包括平流状态、梯度脱洗状态；

(2)根据电机溶剂变化情况进行液相泵组压缩补偿量计算，同时于电机工作周期内实时进行补偿量更新；

(3)于步骤(1)所选电机运行状态下，对电机运行转速路径进行分段规划并预设电机各段路径位移及运行时间，同时获取电机转速与运行时间函数关系式，再根据步骤(2)所得液相泵组压缩补偿量计算电机实时转速及加速度，对电机进行转速控制。

所述步骤(2)中，液相泵组压缩补偿量S₀的计算公式如下：

S₀＝β·ΔP·ΔV·π·R²

β为混合溶剂压缩系数，ΔP为管腔内压缩过程压力波动数值，ΔV为压缩过程速度波动数值，R为流路管半径，π为圆周率。

所述步骤(3)中，当电机运行状态为平流状态时，预设主缸电机运行路径为正向匀加速段t_a1、正向匀速段t_a2、正向匀减速段t_a3、反向匀加速段t_a4、反向匀速段t_a5、反向匀减速段t_a6等六个长度已知时间段，对应的加速度值分别为k_a1、k_a2、k_a3、k_a4、k_a5、k_a6，副缸电机运行路径为反向匀加速段t_b1、反向匀速段t_b2、反向匀减速段t_b3、正向匀加速段t_b4、正向匀速段t_b5、正向匀减速段t_b6等六个长度已知时间段，对应的加速度值分别为k_b1、k_b2、k_b3、k_b4、k_b5、k_b6，其中，主缸电机、副缸电机加速度与时间关系函数表达式如下：