基于螺杆挤出的聚合物3D打印中丝材生产速率的稳定控制
经典分析与常微分方程
2019-09-27 v2
摘要
聚合物3D打印近年来已快速商业化，然而提升制造速度仍是一个问题。螺杆挤出通过丝材生产与沉积的同步操作具有加速该工艺的强潜力。本文通过基于观测器的输出反馈设计，为热塑性材料的螺杆挤出式3D打印开发了一种控制算法。我们考虑用定义于时变域上的偏微分方程(PDE)描述挤出聚合物温度剖面时间演化的热力学模型。空间域的时间演化由常微分方程(ODE)支配，该方程反映了聚合物颗粒与作为熔融丝材沉积的熔融聚合物之间相变界面位置的动力学。当规定界面位置的期望设定值时，可获得沿挤出机分布温度的稳态剖面。为增强我们先前设计的可行性，我们开发了PDE观测器，通过表面温度与界面位置的测量值估计温度剖面。提出了一种将边界入口处冷却机制作为执行器的输出反馈控制律。挤出机中原材料温度的控制通常通过使用作为入口喂料机制一部分的预处理机实现。针对对应于慢速与快速运行模式的若干给定螺杆转速，进行了数值仿真以证明所提控制器的性能。在物理合理的温度剖面下实现了界面位置对期望设定值的收敛。
引用
@article{arxiv.1906.00496,
title = {Endpoint Sobolev continuity of the fractional maximal function in higher dimensions},
author = {David Beltran and José Madrid},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.00496},
year = {2019}
}
备注
18 pages. Revised version incorporating referee suggestions. To appear in Int. Math. Res. Not. IMRN