热加工工艺

作者：肖东方, 高浩, 詹启明, 臧德宇,

关键词：温度控制, 改进鲸鱼优化算法, 模糊PID控制, 激光键合,

针对垂直腔面发射激光器（VCSEL）激光加热温度控制中存在的波动幅度大、动态响应滞后等问题，提出一种基于改进鲸鱼优化算法的模糊PID控制方法，并基于所述方法设计了一种激光键合温度控制系统。首先建立系统的数学模型，在此基础上构建模糊PID控制器，并利用改进鲸鱼优化算法（IWOA）对其量化因子与比例因子进行优化整定。针对传统鲸鱼优化算法易早熟收敛、搜索能力不足的问题，从3个方面进行改进：采用立方（Cubic）混沌映射初始化种群，以增强多样性与分布均匀性；结合精英保留策略，提高收敛精度与鲁棒性；引入差分进化策略，通过变异与交叉操作提升全局搜索能力。最终，开展仿真实验以验证所提方法的有效性。仿真结果表明：改进鲸鱼优化算法的模糊PID参数自整定方法（IWOA-FPID）控制策略在动态响应速度、稳定性及综合控制品质上均表现最优，其上升时间最短（0.108 s），且几乎没有超调；相较于传统PID、模糊PID及基于鲸鱼优化算法的PID参数智能自整定（WOA-PID）方法，该策略显著提升了系统的动态响应性能与稳态控制精度，有效抑制了超调与振荡，更适用于高精度激光键合温控需求。

来源：2026年第6期

《热加工工艺》期刊编辑部

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