A major limitation in extrusion-based additive manufacturing (AM) is the lack of process monitoring and control tools in the material deposition frame. Iterative learning control (ILC) has been demonstrated to be an effective control strategy (Hoelzle et al., 2009; Bristow & Alleyne, 2003) due to the repetitive nature of manufacturing processes, but for much of the prior work of ILC in AM, the focus was on precise control of the machine components. To improve on fabricated part quality, we apply ILC directly to the material deposition to account for uncertainty in material behavior and imperfect coordination between the material flow and the machine axes. This paper presents a novel Multi-Input Single-Output (MISO) Iterative Learning Control (ILC) method that couples the extrusion input and axis speed to improve material width control along the trajectory. MISO ILC partitions the error to the different stages through frequency separation to avoid input saturation. MISO ILC uses process feedback in the material deposition frame to improve material placement. The stability and convergence properties for the MISO ILC system are presented in the lifted domain. Simulation and experimental system results on an extrusion printing system demonstrate that MISO ILC achieves improved material placement control along the path. While we apply the MISO ILC to a specific extrusion system, we present a general control strategy that can be implemented for other MISO applications.

基于挤压的增材制造（AM）的主要限制是材料沉积框架中缺少过程监控工具。由于制造过程的重复性，迭代学习控制（ILC）已被证明是一种有效的控制策略（Hoelzle et al。，2009; Bristow＆Alleyne，2003），但是对于ILC在AM中的许多先前工作，重点是对机器部件的精确控制。为了提高制造零件的质量，我们将ILC直接应用于材料沉积，以解决材料性能的不确定性以及材料流与机器轴之间不完美的协调问题。本文提出了一种新颖的多输入单输出（MISO）迭代学习控制（ILC）方法，该方法将挤出输入和轴速度耦合在一起，以改善沿轨迹的材料宽度控制。MISO ILC通过频率分离将误差划分到不同的阶段，以避免输入饱和。MISO ILC使用材料沉积框架中的过程反馈来改善材料放置。在提升域中介绍了MISO ILC系统的稳定性和收敛性。在挤出印刷系统上进行的仿真和实验系统结果表明，MISO ILC沿路径实现了改进的材料放置控制。当我们将MISO ILC应用于特定的挤出系统时，我们提出了可用于其他MISO应用的一般控制策略。MISO ILC通过频率分离将误差划分到不同的阶段，以避免输入饱和。MISO ILC使用材料沉积框架中的过程反馈来改善材料放置。在提升域中介绍了MISO ILC系统的稳定性和收敛性。在挤出印刷系统上进行的仿真和实验系统结果表明，MISO ILC沿路径实现了改进的材料放置控制。当我们将MISO ILC应用于特定的挤出系统时，我们提出了可用于其他MISO应用的通用控制策略。MISO ILC通过频率分离将误差划分到不同的阶段，以避免输入饱和。MISO ILC使用材料沉积框架中的过程反馈来改善材料放置。在提升域中介绍了MISO ILC系统的稳定性和收敛性。在挤出印刷系统上进行的仿真和实验系统结果表明，MISO ILC沿路径实现了改进的材料放置控制。当我们将MISO ILC应用于特定的挤出系统时，我们提出了可用于其他MISO应用的通用控制策略。在提升域中介绍了MISO ILC系统的稳定性和收敛性。在挤出印刷系统上进行的仿真和实验系统结果表明，MISO ILC沿路径实现了改进的材料放置控制。当我们将MISO ILC应用于特定的挤出系统时，我们提出了可用于其他MISO应用的通用控制策略。在提升域中介绍了MISO ILC系统的稳定性和收敛性。在挤出印刷系统上进行的仿真和实验系统结果表明，MISO ILC沿路径实现了改进的材料放置控制。当我们将MISO ILC应用于特定的挤出系统时，我们提出了可用于其他MISO应用的一般控制策略。