基于S曲线步进式模糊神经网络PID的3D打印精度提升策略

发布时间：2021-05-11 07:05

　　3D打印技术是一项改变世界的新技术,它不仅减少了材料的消耗而且减少了对环境的污染。人们仅仅需要一台3D打印机就可以使得产品的生产方式变得私人化、定制化。但现如今大部分的3D打印产品精度较低,打印的模型存在阶梯状的纹路影响产品质量而且打印效率也较低。本文以熔融沉积成型技术（Fused deposition modeling,FDM）的3D打印机为研究对象提出了相应的解决方法。本文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）首先分析了3D打印机的打印原理,找到了打印机在打印过程中产生误差的原因,建立了三维模型表面光滑程度的公式。其次验证了在模型切片和模型打印过程中分层厚度和打印角度是影响打印质量的主要原因,根据这些原因提出了增加打印质量的办法。最后从控制层面上分析了打印机的主要器件（步进电机）的基本结构和运行原理,根据步进电机的物理特性建立了它的数学模型。目前步进电机存在的主要问题是低频振动和高频丢步,使用Logistics函数对传统的S形加减速曲线分段处理,使得加减速曲线平滑且连续,能够减少步进电机在运行过程中丢步和振动现象又可以提高打印的效率。（2）由于S形加减速算法无闭环反馈,普通的PID... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 3D打印机精度的国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容以及章节安排
第2章 3D打印产品的精度分析
    2.1 3D打印模型精度分析
    2.2 步进电机的误差分析
    2.3 二相混合式步进电机的建模
    2.4 本章小结
第3章 步进电机的加减速曲线
    3.1 常见的步进电机加减速度曲线
    3.2 分段式S加减速曲线
        3.2.1 Logistic回归模型
        3.2.2 分段式S加减速曲线及特性分析
    3.3 本章小结
第4章 S曲线步进式PID
    4.1 步进式PID
        4.1.1 PID控制算法
        4.1.2 步进式PID
    4.2 S曲线步进式PID
    4.3 仿真实验与结果分析
    4.4 本章小结
第5章 基于S曲线的模糊神经网络自适应PID
    5.1 模糊神经网络自适应PID
        5.1.1 模糊控制原理
        5.1.2 神经网络
        5.1.3 模糊神经网络自适应PID
    5.2 基于S曲线的模糊神经网络自适应PID
        5.2.1 基于S曲线的模糊控制规则
        5.2.2 基于S曲线的模糊神经网络控制器设计
    5.3 实验仿真和结果分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3180965