随着含能材料对起爆、传爆准确性和可靠性的需求日益提高,传统的成型工艺已无法满足含能材料的发展。而3D打印技术柔性好、适应性强的优点使得其彻底摆脱了传统制造工艺中对于产品形态的限制和束缚,为含能材料的发展开辟了新的途径。本文针对自制的桌面级含能材料3D打印机,对其成型平台进行设计和优化,并以成型平台伺服系统为研究对象,对其动态性能进行数学建模及运动学仿真分析。具体内容为:首先,本文对含能材料3D打印系统成型平台进行了优化设计:通过搭建一个十字型的滚珠丝杠传动装置实现成型平台的X-Y层面运动,同时采用闭环步进电机驱动并结合位置反馈元件光栅尺从而实现系统的闭环控制。对滚珠丝杠直线模组进行模态分析,仿真验证所选型号的直线模组在工作中是否会发生共振。其次,本文对成型平台伺服系统进行了数学建模:基于控制原理以及机械系统动力学理论,得到成型平台伺服系统的数学模型并进行参数整定,利用Simulink进行系统仿真初步验证数学模型的准确性,并为后面的联合仿真以及模型的跟踪控制奠定基础。接着,本文对成型平台伺服系统进行机电一体化联合仿真:利用ADAMS/Controls模块,将机械系统自动分析工具ADAMS同控制系统建模分析软件MATLAB/Simulink有效地结合起来,建立了成型平台伺服系统的联合仿真平台并对结果进行验证,并进一步分析不同参数对系统动态性能的影响。最后,对优化后的成型平台进行实物搭建和实验,以位置精度为优化目标,记录实验数据,进行数学处理和分析,得到系统定位精度和重复定位精度,验证其是否在允许误差范围内,从而验证本文提出的成型平台优化方案的可行性和有效性。