LMD单道多层偏移堆积成形角度预测与控制

摘要

针对倾斜薄壁件的金属增材制造无支撑成形的成形精度问题,研究了单道多层激光熔化沉积(LMD)偏移堆积工艺的倾斜角度与重要工艺参数的相关性,设计了模糊PID控制系统,并对单因素加以控制。为预测直薄壁件的宏观倾角,设计了混合水平正交实验,得到了与激光功率、扫描速度、单层偏移量三因素相关的线性回归模型,对结果分析发现单层偏移量对倾角影响最大。针对此因素进行了动态系统辨识,通过寻优获得了非线性自回归和线性自回归两种模型,进行比较后发现非线性自回归模型拟合得更为精确,拟合度达到了86.65%。基于此模型设计了对应的模糊PID控制器和传统PID控制器,经过仿真比较,结果显示模糊PID控制器的跟踪效果更优良。