Specific Features of the Optimal Control of the Electroplating Processes in a Multianode Bath with Different Amperage Values

The article describes the main electrochemical and geometrical approaches, and also their combinations intended to reduce the non-uniformity in electroplating of products. The identified drawbacks were taken into account in the approach proposed by the authors, which uses a modified amperage at each section of the anode, in order to reduce the non-uniformity of the coating layer. The essence of this approach is presented in a structural diagram and is explained in terms of the electrochemical processes occurring in the electric equivalent process in a multianode electroplating bath with different amperages. The proposed process in a galvanic bath with a number of anodes is considered as a control object, for which the input and output coordinates, external disturbance and control actions are described. The types of the evaluation criteria for the approach are presented. The task set in the article is that of the optimal amperage control on the anode sections in the process of deposition of a galvanic coating on a product in order to ensure the lowest unevenness in distribution of the coating layer in the shortest period of time. The authors consider approaches to a solution for the optimal control envisaging minima of the partial criteria and a subsequent search for the parameter of one-criterion problem for minimizing of the weighted squared deviations of each criterion from its optimum.

гальванический процесс, ванна со многими анодами, сила тока, неравномерность распределения толщины покрытия, оптимальное управление, объект управления, критерий управления, galvanic process, multianode bath, amperage, non-uniformity of the coating thickness, optimal control, control object, control criterion

1. Каданер Л. И. Равномерность гальванических покрытий. Харьков: Изд-во Харьков. гос. ун-та, 1961. 414 с.

2. Романенко А. В. Изучение влияния параметров реверсивного тока на равномерность цинковых покрытий, полученных в аммонийном электролите // Журнал прикладной химии. 1998. Т. 71. № 11. С. 1900-1902.

3. Obaid N., Sivakumaran R., Lui J., Okunade A. Modeling the electroplating of hexavalent chromiumn // COMSOL Conference 2013 in Boston. URL: https://www.comsol.ru/paper/download/ 180829/obaid_paper.pdf (дата обращения: 17.01.2016).

4. Лютов А. Г., Ишкулова А. Р. Моделирование процесса нанесения гальванических покрытий с учетом геометрических конфигураций электродов // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2015. Т. 19, № 4 (70). С. 45-48.

5. Teeratananon M., Pruksathorn K., Damronglerd S., Dupuy F., Vergnes H., Fenouilletc B. Duverneuilc Experimental investigation of the current distribution in mohler cell and rotating cylinder hull cell // Science Asia. 2004. V. 30. P. 375-381.

6. Соловьев Д. С., Као В. З., Литовка Ю. В. Оптимальное управление технологическим процессом нанесения гальванического покрытия в ванне c дополнительными катодами и биполярными электродами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. T. 17, № 8. С. 547-553.

7. Helle H. P. E., Beek G. H. M., Ligtelijn J. Th. Numerical determination of potential distribution and current densities in multi-electrode systems // Corrosion. 1981. Vol. 37 (9). P. 522-530.

8. Konkina V. V., Solovjev D. S. Mathematical modelling of electroplating in reverse mode for the multianode bath // ISJ Theoretical & Applied Science. 2015. Vol. 3, N. 23. P. 59-62.

9. Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 4: Теория оптимизации систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 742 с.