Modellizzazione e controllo movimento dell’estrusore di una stampante 3D

This thesis aims to design a closed-loop control system for the movement and positioning of the extruder in a high-speed high-precision 3D printer. By developing a detailed mathematical model through system modeling, an effective compensation system for nonlinear disturbances was engineered and the controllers that make up the control system were appropriately designed. The control system employs a current controller to regulate torque using the Field-Oriented Control (FOC) technique and implements a cascade of speed and position controllers for motion control. The proposed system was validated by implementing an accurate Simulink model and evaluating the performance through simulations.

Questa tesi si propone di progettare un sistema di controllo in catena chiusa per il movimento e il posizionamento dell'estrusore di una stampante 3D destinata ad applicazioni ad alta precisione e velocità. Grazie a un accurato modello matematico, sviluppato attraverso un processo di modellizzazione del sistema, è stato possibile sviluppare un efficace sistema di compensazione dei disturbi non lineari e progettare adeguatamente i controllori che compongono il sistema di controllo. Quest'ultimo utilizza un controllore di corrente per gestire la coppia tramite la tecnica FOC (Field-Oriented Control) e implementa in cascata un controllore per la velocità e un controllore per la posizione. Il sistema sviluppato è stato infine validato attraverso l'implementazione di un accurato modello Simulink che ha permesso mediante delle simulazioni di valutare le prestazioni del sistema.