基于预测双反馈的3D打印机温度优化控制

摘要

针对FDM型3D打印机喷头温度控制系统的非线性、大滞后等特点,传统PID控制难以满足实际的性能要求.为提高控制系统性能,提出预测模型双反馈变论域分形模糊分数阶PID控制器.分数阶PID控制为系统提供更多的控制余度;变论域模糊控制的论域能够随着误差的变化而变化,实现不同时刻选择不同论域的模糊规则;短反馈算法的引入能够构成双层反馈控制,实现对喷头温度的快速、精准控制;系统反馈环节建立预测模型,实现更加精确的控制.针对变论域模糊分数阶PID控制器中参数选择,提出一种改进的鲸鱼算法进行参数优化,增强控制器的自适应能力.仿真结果表明,改进鲸鱼优化算法的预测模型双反馈变论域模糊分数阶PID控制的喷头温度控制系统较传统的PID控制具有更好的控制效果,系统响应速度快、抗干扰能力强、稳定性好,能够满足实际工业需求.