增材制造技术是按照三维数字模型,以不断在工件上增添材料的方式制造出实体物品的新兴制造技术,实现了面向任意复杂结构的按需生产,有利于个性化制造模式的发展,并在航空航天、精密医疗器械制造等领域获得了广泛的应用。智能化增材制造装备是增材制造产业链的核心,目前其发展难点在于需要通过工艺、材料、监控等手段提高加工工件成形质量,因此对增材制造过程进行实时监测,找出加工过程中产生的缺陷,进而改善加工成形质量具有十分重要的研究意义。使用高速相机获取加工过程中熔池图像,通过对熔池图像进行分析,处理图像并提取特征,在线得出结果,实时进行缺陷识别反馈调节是目前提高增材制造质量的主流研究方向。本文主要是针对选区激光熔化增材制造技术加工过程中熔池形貌特征进行相关研究,结合有限元仿真、图像处理、FPGA加速等技术完成加工过程熔池特征参数实时监测提取与异常识别,提出了通过熔池图像灰度总值、熔池面积等特征参数识别加工过程中工件翘曲变形、孔隙等缺陷的方法。本文主要完成以下的工作:（1）基于铺粉式选区激光熔化系统,搭建温度场监测系统与熔池视频监测系统的整体结构,使用FPGA与工控机下上位机结合的方式进行熔池视频的实时处理软件、缺陷识别软件、在线识别反馈系统编写。（2）对LPBF过程进行了仿真,通过改变工艺参数与设计翘曲变形工件模型的加工过程,仿真分析熔池行为与工艺参数、工件翘曲变形间的关系,并依据此设计熔池特征提取算法,继而在FPGA上实现。（3）基于熔池图像监测系统,根据熔池图像监测数据,通过三维建模的方式建立了与实际工件相映射熔池参数加工状态3D数据集。根据监测数据,使用支持向量机、熔池特征参数如熔池长宽比、多阈值熔池面积、熔池灰度均值等分类熔池图像数据,识别熔池图像对应工件位置处缺陷,并通过反馈系统改善加工工件质量。