随着人口老龄化加剧,各种重大疾病频发,越来越多的人需要使用组织器官移植的手段来恢复健康、延续生命。然而不幸的是,目前器官的捐赠数量远远达不到病人的需求量,而且异体器官移植的患者也会因为免疫排斥反应需要长期服用药物,3D生物打印正是为解决这个问题产生的。本课题紧跟这一热点,在综合研究现有生物打印技术的基础上,初步开发了一套3D生物打印机控制系统,包括控制硬件与软件的设计,并对其中所涉及到的关键控制算法进行了研究。首先,以STM32ZET6为主控制器,依据对控制系统硬件的模块划分,详细设计了每一个功能模块,包括串口通信模块、喷头运动控制模块、温度控制模块、喷头挤出控制模块和电源模块,并叙述了其具体工作原理,搭建了整体硬件实物。其次,重点研究了电机控制算法和温度控制算法,在基本的S型控制曲线上进行优化与改进,并根据主控制器硬件特性实现了电机加减速控制的应用;针对传统PID控制的响应速度慢、对非线性系统控制效果差等不足,采取变论域与自适应模糊PID控制相结合的控制策略予以优化,以提高温度控制性能。接着分别在Microsoft Visual Studio和MDK编程环境下进行上位机和下位机软件的开发,完成了控制系统软件设计。最后,在搭建的控制系统平台上进行相关测试实验,包括温度控制实验和实物打印实验。测试结果表明,使用三种控制算法将载物台温度从室温调节设定温度,所设计的变论域模糊PID控制器控制效果最好;实物打印控制精度较高,可达到0.1mm,能够满足目前打印需求。系统整体运行可靠、打印质量较好,验证了所设计控制系统的有效性。