基于算法优化的生物打印机电机调速方法研究

作者：姚冠洲; 郝润芳; 菅傲群; 康日晖; 杨琨^*; 禚凯

来源：电子测量技术, 2023, 46(17): 8-16.

DOI：10.19651/j.cnki.emt.2212049

• 3D生物打印机
• 永磁同步电机
• 分数阶PI控制
• Simulink仿真

随着3D打印技术的发展，其应用领域扩展至临床医学范畴，基于3D生物技术已经实现了对皮肤组织、细胞支架等组织器官的增材打印。3D生物打印机一般由永磁同步电机作为其移动平台驱动电机。为提高控制精度，传统方法通常采用遗传粒子群优化模糊规则等多重算法整定PI参数来控制电机，但机械地叠加算法使得算法复杂度增加，严重影响电机的控制效果。因此，本文采用分数阶PI控制代替传统PI控制，利用粒子群算法优化分数阶PI中增益、分数阶次数和模型参考自适应算法中的自适应机制，最终获取最优解。通过Simulink仿真表明，相比于传统PI控制和遗传粒子群优化模糊PI控制等方法，粒子群优化分数阶PI在电机响应速度方面分别提高了10.6%和5.6%,稳定性方面分别提高了81.3%和60%,适用于控制精度较高的3D生物打印机移动平台。

• 单位
  太原理工大学