三維成型系統(tǒng)的四軸聯(lián)動(dòng)控制及雙溫度預(yù)測(cè)反饋研究.pdf_第1頁(yè)
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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(guó)內(nèi)外學(xué)者及公司對(duì)三維成型機(jī)的研究多致力于應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展及軟硬件的開(kāi)發(fā)。在對(duì)三維成型機(jī)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(jī)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(jí)三維成型機(jī)為研究對(duì)象,根據(jù)成型機(jī)的工作原理設(shè)計(jì)了XYZP四軸的運(yùn)動(dòng)方式,建立了符合桌面級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的三維成型系統(tǒng)。整個(gè)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(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制與熱床及熱噴頭雙溫度預(yù)測(cè)反饋控制。首先在三維成型系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)中具體所用到的控制器件進(jìn)行了選型,主要包括熱床及熱噴頭溫度傳感器、四軸步進(jìn)電機(jī)、主控制芯片、顯示模塊及風(fēng)扇等,除此之外還對(duì)主控制芯片的外圍控制電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì);其次針對(duì)三維成型機(jī)運(yùn)動(dòng)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(wèn)題,建立了XYZP四軸運(yùn)動(dòng)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(duì)其參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)整定。通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)整定PID參數(shù)的途徑對(duì)四軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了優(yōu)化協(xié)調(diào)控制;之后針對(duì)三維成型機(jī)的熱床及熱噴頭雙溫度控制系統(tǒng)的時(shí)變性及大滯后性對(duì)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(jī)(LS-SVM)的雙溫度預(yù)測(cè)反饋機(jī)制來(lái)改善雙溫度控制系統(tǒng)滯后性帶來(lái)的影響;在軟件分析及調(diào)試方面,對(duì)三維成型系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)涉及到的具體軟件進(jìn)行了分析及參數(shù)設(shè)置說(shuō)明。對(duì)主控制成型軟件進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)試說(shuō)明并通過(guò)具體模

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