三維成型系統(tǒng)的四軸聯(lián)動控制及雙溫度預(yù)測反饋研究.pdf

1、三維成型作為快速成型技術(shù)的一種，已經(jīng)成為現(xiàn)代制造加工業(yè)生產(chǎn)鏈中的新興技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)。目前國內(nèi)外學(xué)者及公司對三維成型機的研究多致力于應(yīng)用領(lǐng)域的擴展及軟硬件的開發(fā)。在對三維成型機控制系統(tǒng)的研究方面略顯不足。因此改善和提高三維成型機控制系統(tǒng)的精確度及穩(wěn)定性是有必要的。
　　本文以桌面級三維成型機為研究對象，根據(jù)成型機的工作原理設(shè)計了XYZP四軸的運動方式，建立了符合桌面級標準的三維成型系統(tǒng)。整個三維成型系統(tǒng)包括3D建模、圖

2、形切片、成型控制等環(huán)節(jié)。其控制子系統(tǒng)主要包括四軸步進電機運動控制與熱床及熱噴頭雙溫度預(yù)測反饋控制。首先在三維成型系統(tǒng)總體設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)中具體所用到的控制器件進行了選型，主要包括熱床及熱噴頭溫度傳感器、四軸步進電機、主控制芯片、顯示模塊及風(fēng)扇等，除此之外還對主控制芯片的外圍控制電路等進行了設(shè)計；其次針對三維成型機運動控制系統(tǒng)在PID控制方面出現(xiàn)的參數(shù)適應(yīng)性差從而影響成型效果的問題，建立了XYZP四軸運動控制系統(tǒng)的模型，并提出利用

3、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對其參數(shù)進行實時整定。通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實時整定PID參數(shù)的途徑對四軸運動進行了優(yōu)化協(xié)調(diào)控制；之后針對三維成型機的熱床及熱噴頭雙溫度控制系統(tǒng)的時變性及大滯后性對成型效果及熱噴頭壽命的影響，提出一種基于最小二乘支持向量機（LS-SVM）的雙溫度預(yù)測反饋機制來改善雙溫度控制系統(tǒng)滯后性帶來的影響；在軟件分析及調(diào)試方面，對三維成型系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)涉及到的具體軟件進行了分析及參數(shù)設(shè)置說明。對主控制成型軟件進行了詳細的調(diào)試說明并通過具體模