机电一体化产品控制系统概念设计方法研究.doc

机电一体化产品控制系统概念设计方法研究文章来源 毕业论文网 摘要 提出了机电一体化产品控制系统概念设计的一种方法：首先建立机电一体化产品用户需求模型，然后通过分析产品的功能结构图中的信号流，提出控制系统多种控制方案，最后利用目标评价树的方法来选取最佳的控制方案在全自动滴丸机概念设计阶段，利用该方法对控制系统进行设计关键词机电一体化；概念设计；用户需求模型；功能结构图：目标评价树O 引言机电一体化系统设计过程中，概念设计是整个设计的关键，因为一旦概念设计被确定，产品设计的6070也就确定了“1机电一体化系统不同于一般的机械，机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称嘲它的设计比一般机械产品的设计更为复杂在机电一体化产品的概念设计过程中，发明问题解决理论(TRIZ)、公理设计、Pahl及Beitz理论和质量功能布置(quality function deployment，QFD)等产品设计理论同样适用，但设计的过程更具复杂性、创新性，多目标性、多解性机电一体化系统是“机”与“电”的有机融合，如何在概念设计阶段体现出“电”的设计思想，是机电系统概念设计中一个很重要的方面下面内容将阐述机电产品概念设计中如何进行控制系统的设计1机电一体化产品控制系统概念设计过程11用户需求模型111用户需求分解概念设计起始于用户需求的获取和需求分析后的阶段，由设计者和用户共同完成嘲因此，概念设计不仅需要设计人员的设计经验、设计知识，而且要充分反映用户的需求用户需求可以通过市场调查获得，但是最初的用户需求表达的是用户自己的意愿，对于设计者来说可操作性不强，像“效率高”，“故障率低”这样的用户需求是比较模糊和笼统的，很难使设计者完全把握用户的需求，对此可以将用户需求进行细分机电一体化系统用户需求可分为机械域、控制域和其他域，控制域又可分为硬件域和软件域将最初的用户需求(父需求)对应于所设计的产品向各个领域进行分解(图1)，获得最终的用户需求(叶需求)分解后的需求可以更具体的体现设计目标用户需求分解后，专家对每一个叶需求进行重要度评估，用【0，5】进行标定，“0”代表重要度最低，“5”代表重要度最高用户需求可进一步分为希望需求和必须需求，重要度在【0，2】之间的需求为希望的用户需求(希望需求)，重要度在3，5】之间的用户需求为必须的用户需求(必须需求)希望需求要进一步用衡量的方法进行分析112衡量过程传统的设计过程提倡在早期的设计阶段区分用户需求的优先次序，比如要选择一些关键的用户需求作为设计中必须满足的，但是需求分解过程会产生大量的叶需求，把所有的用户需求都作为必须满足的需求是非常困难的，这里可以利用衡量方法来获得所有可能的必须满足的用户需求，文献4给出了具体方法衡量方法的原理是：如果一个希望满需求与一定数量的必须需求之间存在相关性，那么这个希望需求也应该“必须”满足，作为额外的必须需求衡量过程如下：1)建立衡量表格；2)如果希望需求与必须需求之间有很强的相关性，那么这两者之间的关系记为l；3)如果希望需求与必须需求之间没有相关性，那么这两者之间的关系记为0；4)希望需求的综合值在3，5之间或更高的作为额外的必须需求12建立功能模型功能是系统输入量和输出量之间的关系而这些输入量和输出量(或实体)被称为流，通常分为能量流、物料流和信息流产品的总功能分解成若干功能元，将系统的各个功能元用流有机的组合起来就得到功能结构功能结构是功能模型或功能分析结果的一种表达形式使用功能基建立功能结构的步骤如下嘲：1)确定系统的总功能及输入、