静电喷涂技术因其具有绿色环保、涂膜质量好、成品率较高、涂料再利用率高等优点,被广泛应用于汽车、船舶、航天航空等领域。静电喷涂控制器作为静电喷涂控制系统的核心部件,其功能与性能直接影响着喷涂效果。目前国内对静电喷涂控制器的研究与设计较少,国产静电喷涂控制器仍存在一系列问题。其一,大多数静电喷涂控制器仍采用离线式参数设置,多控制器协同工作时参数调整十分不便。其二,大多数控制器对输出气体流量仍采用开环控制,无法保证在气源波动的情况下提供稳定的输出气体流量。其三,受法拉第笼屏蔽效应和反电离现象的影响,目前所研发的控制器在喷涂凹槽工件时凹槽底部上粉率严重偏低。其四,在喷涂凹槽工件时,依赖于人工经验的喷涂参数设置法缺乏科学性,为了使凹槽底部获得目标涂膜厚度,需要开展多次喷涂实验才能试凑出较合理的喷涂参数。针对上述问题,设计了一种静电喷涂控制器,实现了在线式参数设置、输出气体流量闭环控制、输出静电闭环控制、凹槽工件喷涂优化以及基于BP神经网络预测凹槽底部涂膜厚度等功能。主要研究内容概括如下:首先,通过分析主流嵌入式芯片的特点,完成了嵌入式芯片的选型。针对静电喷涂控制器的功能需求,设计了静电喷涂控制器的硬件架构。根据硬件架构设计出电源管理电路、静电发生电路、静电电流检测电路、静电电压检测电路、步进电机驱动电路以及气压检测电路,完成静电喷涂控制器硬件电路的开发。其次,基于μCOS-Ⅱ实时系统设计出静电喷涂控制器软件架构,完成了μCOS-Ⅱ实时系统的移植。制定了PC上位机和静电喷涂控制器的通信内容,根据通信内容创建了CANopen对象字典,完成了CANopen协议的移植。建立了输出气体流量和气压的数学模型,基于数学模型和气压传感器实现了气体流量的采集,完成了输出气体流量闭环控制功能的软件开发。基于卡尔曼滤波算法对采集的静电信号进行了滤波处理,采用PID算法完成了输出静电闭环控制功能的软件开发。再次,分析了影响凹槽工件底部上粉率的主要原因,提出了静电间歇输出的创新性喷涂方法并描述了其优化原理,完成了静电间歇输出法的软件程序设计,开展了静电间歇输出法喷涂参数取值范围测量实验,测量出各喷涂参数的合理取值范围,为应用静电间歇输出法时喷涂参数的设置提供合理依据。然后,针对喷涂参数设置缺乏科学性的问题,基于BP神经网络非线性逼近能力强且运算效率高的特点,提出了基于BP神经网络的凹槽底部涂膜厚度预测方法。构建了三层全连接神经网络,完成了神经网络模型软件程序的设计,开展了神经网络训练样本采集实验并完成了神经网络模型的训练。通过神经网络能准确且快速地计算出不同喷涂参数下所对应的凹槽底部涂膜厚度,为喷涂参数的设置提供准确的参考依据。最后,基于QT开发了测试上位机,并在广东某涂装技术有限公司的静电喷涂生产线上开展了静电喷涂控制器测试实验,实验结果表明:静电间歇输出法能有效提升凹槽底部上粉率,神经网络能根据不同喷涂参数准确预测出凹槽底部涂膜厚度,静电喷涂控制器运行稳定,喷涂工件涂膜质量符合国家标准,能满足企业的生产需求。