目 录
1 绪论 .................................................................................................................................................1
1.1 研究背景与意义 ...................................................................................................................1
1.2 3D 打印技术的发展与特点 .................................................................................................2
1.2.1 3D 打印技术的发展 .....................................................................................................2
1.2.2 3D 打印技术的特点 .....................................................................................................3
1.3 研究现状 ...............................................................................................................................5
1.3.1 打印机结构优化研究现状 ...........................................................................................5
1.3.2 打印机控制器优化研究现状 .......................................................................................6
1.4 研究内容 ...............................................................................................................................7
2 3D 打印机的动力学建模与分析 ...................................................................................................9
2.1 打印机的结构分析 ...............................................................................................................9
2.2 打印机的动力学建模 .........................................................................................................10
2.2.1 非线性动力学模型 .....................................................................................................11
2.2.2 线性动力学模型 .........................................................................................................16
2.3 打印机的振动特性 .............................................................................................................19
2.3.1 振动信号测试系统 .....................................................................................................19
2.3.2 振动信号分析 .............................................................................................................20
2.4 本章小结 .............................................................................................................................24
3 3D 打印机的运动控制分析 .........................................................................................................25
3.1 驱动原理分析 .....................................................................................................................25
3.2 运动控制策略分析 .............................................................................................................27
3.2.1 步进电机的开环控制 .................................................................................................28
3.2.2 传统 PID 控制.............................................................................................................28
3.3 内模控制 .............................................................................................................................29
3.3.1 内模控制的原理 .........................................................................................................30
3.3.2 内模控制的基本性质 .................................................................................................31
3.3.3 内模控制的基本设计方法 .........................................................................................32
3.4 本章小结 .............................................................................................................................33
4 3D 打印机内模控制架构的优化 .................................................................................................35
4.1 内模 PI 控制........................................................................................................................35
4.2 前馈控制 .............................................................................................................................38
4.3 双内模控制 .........................................................................................................................38
4.4 运动控制策略的仿真分析 .................................................................................................40