3D打印温度控制算法的制作方法

文档序号:23394283发布日期:2020-12-22 14:01阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种3d打印温度控制算法,其特征在于,它是一种3d打印机温度控制系统的模糊pid控制算法;该方法通过结合pid控制算法的动态控制强和模糊控制算法优良的鲁棒性,使用模糊控制规则对pid控制算法的3个参数进行实时调整,利用matlab软件,对3d打印机温度控制系统的模糊pid控制器进行如下设计:

(1)确定3d打印机温度控制过程中的输入输出语言变量;

使用2输入3输出的二维模糊控制器,根据打印机温度参考值和打印机实际工作中的温度采样值,将两者之间的偏差e以及偏差变化率ec作为3d打印机温度控制系统的输入变量,δkp,δki,δkd作为3d打印机温度控制系统的输出变量;同时,确定与3d打印机温度控制系统的输入变量相等的模糊子集;

(2)确定隶属度函数;

选取e(ec)相对大的区域来确定曲线平滑的高斯形隶属杉树即高斯滤波,而在e(ec)较小的区域内挑选出曲线呈现峰形的三角形隶属函数;

(3)制定模糊控制规则;

参考实际操作经验,研究、归纳出在模型打印过程中打印喷嘴的温度误差值和误差变化率分别对系统输出参数的影响,然后获得模糊控制规则表;

(4)通过模糊控制规则实时调节pid参数的大小;

依据模糊控制规则,根据不同的e和ec值,依次推算出3d打印机温度控制系统的模糊输出变量δkp,δki,δkd的值。

2.如权利要求1所述的3d打印温度控制算法,其特征在于,按上述方法设计的模糊pid控制系统使用的pid参数输入表达式如下:

其中,kp,ki,kd依次代表pid控制器的实时输入参数;kpi,kii,kdi依次代表pid控制器的最初设定参数;δkp,δki,δkd依次代表模糊控制输出参数的调节变化量。

3.如权利要求1或2所述的3d打印温度控制算法,其特征在于,上述步骤(1)中,假设3d打印温度控制系统的输入变量e(ec)的模糊论域为e(ec)={-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4},确定七个模糊子集:nb表示负大、nm表示负中、ns表示负小、zo表示零、ps表示正小、pm表示正中、pb表示正大,相应的量化因子ke=0.02,kec=0.5;则3d打印温度控制系统的输出变量δkp,δki,δkd的模糊论域依次为δkp∈[-0.5,0.5],δki∈[-0.5,0.5],δkd∈[-0.3,0.3]。

4.如权利要求1或2所述的3d打印温度控制算法,其特征在于,上述步骤(2)中,3d打印机温度控制系统的输出变量δkp,δki,δkd的隶属函数和输入变量的隶属函数选择一样。

5.如权利要求1或2所述的3d打印温度控制算法,其特征在于,上述步骤(3)中,在matlab软件的模糊规则编辑器内,参考δkp,δki,δkd的49条规则,来进行模糊控制规则的设计。

6.如权利要求1或2所述的3d打印温度控制算法,其特征在于,上述步骤(4)中,在模糊控制规则的观测器内,详细地查找每个模糊变量隶属函数所对应的温度控制系统输出的结果,并推算出e和ec这两者输入的pid相关参数的变化量。

7.如权利要求1或2所述的3d打印温度控制算法,其特征在于,上述步骤(4)中,若e=-1,ec=-3,则δkp=-0.145,δki=0.152,δkd=-0.084。


技术总结
本发明公开了一种3D打印温度控制算法。它是一种3D打印机温度控制系统的模糊PID控制算法;该方法使用模糊控制规则对PID控制算法的3个参数进行实时调整,利用Matlab软件,对3D打印机温度控制系统的模糊PID控制器进行如下设计:(1)确定3D打印机温度控制过程中的输入输出语言变量;(2)确定隶属度函数;(3)制定模糊控制规则;(4)通过模糊控制规则实时调节PID参数的大小;根据不同的E和EC值,依次推算出模糊输出变量ΔKp,ΔKI,ΔKD的值。本发明结合PID控制算法和模糊控制算法两者的优点,通过模糊控制算法,实现对PID算法控制过程参数的实时调整,组成模糊PID控制算法,可进一步提高3D打印温度的控制精度。

技术研发人员:董淑昭
受保护的技术使用者:洁誉科技(上海)股份有限公司
技术研发日:2019.06.19
技术公布日:2020.12.22
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