近日，机械与汽车工程学院钱波副教授指导2022级研究生刘彪强在增材制造领域顶级期刊《Additive Manufacturing》(中科院SCI期刊一区Top期刊，影响因子10.3)发表了最新研究成果“Fast and accurate auto-disturbances-rejection temperature control system based on particle swarm optimized fuzzy control: Applied for particle three-dimensional (3D) printing prosthetic orthotic plate”。
针对当前模糊PID温控系统应对环境变化和材料参数波动存在响应滞后、精度不足等问题，课题组通过将粒子群算法与模糊控制技术有效结合，同时引入自抗扰控制技术，使得温控系统快速自动整定，减弱了传统PID控制对专家经验的依赖性，保证了颗粒3D打印多段式温度控制系统的鲁棒性和精准性。
该算法通过对模糊PID控制器的量化因子(Ke、Kec)和比例因子(Ku)进行迭代计算，实现颗粒熔融过程大范围温度波动工况下的快速响应和精确跟踪，使颗粒料3D打印挤出温控系统能够应对复杂的外部干扰或系统内部扰动，改善了打印样件的机械性能和表面质量，应用该工艺打印的假肢矫形板器具能够满足人体适配性和舒适度要求。这一研究成果为金属颗粒、陶瓷颗粒，复合材料3D打印的动态控制策略提供了新的解决方案，具有重要的理论和实践意义。该研究得到了国家自然科学基金（51705307）资助。