ВВЕДЕНИЕ 6
1 Аддитивное производство или технология 3D печати 8
1.1 Классификация 3D принтеров по типу кинематической схемы 8
1.2 Качество печати 3D принтера 13
1.3 Параметры и температурные аспекты процесса 3D печати 15
1.4 Описание и технические характеристики объекта управления 20
1.5 Цели и задачи дипломного проекта 22
2 Технические средства системы адаптивного управления 23
2.1 Элементы адаптивной системы управления 23
2.2 Описание разработанного лабораторного стенда 31
2.3 Расположение элементов адаптивной системы управления 32
2.4 Принципиальная электрическая схема адаптивной системы управления .. 34
3 Математическая модель адаптивной системы регулирования температуры в
области печати 36
3.1 Адаптивные системы. Теоретические сведения об адаптивных системах . 36
3.2 Расчет математической модели адаптивной СУ 43
3.3 Сравнение П-, ПИ- и ПИД- регуляторов 49
3.4 Структурная схема замкнутой системы регулирования температуры 51
3.5 Разработка математической модели адаптивной СУ 55
4 Технико - экономическое обоснование проекта 62
4.1 Расчет затрат на основное оборудование и программное обеспечение 62
4.2 Расчет фонда заработной платы разработчикам 63
4.3 Затраты на электроэнергию 65
4.4 Затраты на амортизацию оборудования 66
4.5 Расходы на аренду помещения 66
4.6 Смета затрат и краткие выводы 67
5 Безопасность и экологичность проекта 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75
Аддитивное производство или 3D печать - это процесс объединения материала с целью создания объекта из данных 3D модели, как правило, слой за слоем, в отличие от субтрактивных технологий. Под субтрактивными технологиями подразумевается механообработка - удаление лишнего материала из массива заготовки. Технология 3D-ne4arn не перестает будоражить умы своих последователей. Они описывают мир, где одежду не будут покупать в магазинах, а будут скачивать в Интернете и распечатывать. Мир, где каждый сможет создавать вещи по собственному усмотрению.
Широкое использование потенциала трехмерной печати позволит экономить средства и время, а также повысить производительность. 3D-nenaTb - это инструмент для расширения возможностей.
Таким образом, исследования активно ведутся и можно предположить, что в самом недалеком будущем - лет через десять - применение 3D принтеров позволит создавать сложные трехмерные проекционные модели зданий с точностью передачи в 100 микрон, которые особенно актуальны для научных институтов, ведь теперь можно не только делать прототип, но и прикасаться к нему в проводимых исследованиях.
Актуальность. На сегодняшний день существует много видов 3D принтеров, которые значительно отличаются друг от друга как по своей цене, так и по построению кинематической схемы, а популярность такого рода техники растет с каждым годом.
Итак, актуальность выбранной темы обусловлена необходимостью доработки недорогого 3D принтера prusa i3 infitary, путем создания такой адаптивной системы управления для поддержания заданного значения температуры в области печати и своего рода корпуса, доведя тем самым качество печати такого принтера до уровня профессиональных 3D принтеров.
Объект дипломной работы: изучение основ 3D печати и моделирования, систем регулирования температуры в помещении, основ адаптивных систем управления и теории по использованию и настройке ПИД - регулятора.
Предмет дипломной работы: создание адаптивной системы управления для поддержания заданного значения температуры в области печати.
Методологической основой для исследования послужили статьи по использованию и настройке ПИД - регулятора и научные работы по поддержанию заданного значения температуры в помещении.
В качестве теоретической базы исследования были использованы публикации и статьи, посвященные технологиям 3D печати, построению и описанию принципиальных электрических схем.
Практическая значимость данной работы заключается в том, что продукт исследования может быть применен как для доработки 3D принтеров которые находятся в любительском пользовании, так и в качестве наглядного материала при обучении студентов и школьников.
Структура работы. Дипломная работа состоит из: введения, 5-ти глав, заключения, списка использованных источников, трех приложений и спецификации.
Во введении представлены основные параметры исследования.
В первой главе происходит ознакомление с типами кинематических схем 3D принтеров, качеством 3D печати, объектом управления и составление целей и задач на дипломный проект.
Во второй главе представлены подбор технических средств для физической реализации адаптивной системы управления, описание принципа работы разработанного лабораторного стенда, составление и описание принципиальной электрической схемы и 3D модель расположения элементов адаптивной системы управления на корпусе.
В третьей главе представлены теоретические сведения об адаптивных системах, расчет и построение математической модели объекта управления, а также структурные схемы систем регулирования и графики переходных процессов.
Четвертая глава даёт технико-экономическое обоснование дипломного проекта.
Пятая глава даёт посвящена вопросам безопасности и экологичности проекта.
В заключении подводится итог всего исследования, после заключения приводится 12 использованных источников.
В ходе выполнения данной работы, были изучены существующие температурные аспекты возникающие в процессе печати 3D модели, рассмотрены существующие кинематические схемы 3D принтеров и подобраны комплектующие для сборки разработанной системы управления.
С учетом размеров объекта управления разработана и представлена 3D модель корпуса внутри которого планируется поддерживать заданный уровень температуры. Рассмотрен объект управления и изучены его характеристики. Разработана принципиальная электрическая схема адаптивной системы управления.
Разработан исследовательский лабораторный стенд температура внутри которого поддерживается с помощью П-, ПИ- и ПИД-регуляторов. Составлена математическая модель объекта управления, выбран тип регулятора на основе проведенных исследований.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
