罗仁泽 曹文昌 郭 俊

1(西南石油大学地球科学与技术学院 四川 成都 610500) 2(西南石油大学电气信息学院 四川 成都 610500)

基于路径优化与模糊PID温度控制的三维打印控制系统开发

罗仁泽1曹文昌2郭 俊2

1(西南石油大学地球科学与技术学院 四川 成都 610500)2(西南石油大学电气信息学院 四川 成都 610500)

目前市面上所售的桌面级3D打印机操作系统大多数使用Arduino开源主板为核心进行设计，存在着打印速度较慢、片内资源较为缺乏、后期外设扩展性较差、机械误差较大等问题。针对上述问题，设计了一款基于ARM STM32F103为主控芯片的开源3D打印机控制系统，主要包括步进电机控制系统、热床温腔温度模糊PID闭环控制系统、光电限位开关模块的设计，同时以Visual Studio为平台编写了上位机操作软件。该系统资源丰富，可扩展性强，实验结果表明该系统运行良好，温腔温度加热到230摄氏度所需时间仅需50秒左右，超调量小于4%，打印截面分辨率可达0.2毫米，打印速度提高30%。

三维打印 步进电机 系统开发 界面开发

0 引 言

3D打印机技术起源于20世纪80年代出现的快速成型制造技术RPM(Rapid Prototyping Manufacturing),目前已经发展成为全球众多国家关注的研究领域[1]。目前市场上大多数桌面级3D打印机的核心控制模块大多基于Arduino进行开发[2]。Arduino使用较为方便，无需深厚的编程基础即可进行开发，但是Arduino本质是一款8位的AVR单片机，存在着运算速度慢、可用片内资源较少、外设电路设计繁杂、开发成本较高、后期扩展性不足等问题。现在3D打印机设计流行使用的Arduino Mega2560主控板资源是堪堪满足整个3D打印系统的需要，后期添加外设功能十分困难[3-4]。……