基于虚拟原型的机电一体化设计技术研究

发布时间：2016-08-17 12:08

本文关键词：基于虚拟原型的机电一体化设计技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《西安电子科技大学》 2011年

基于虚拟原型的机电一体化设计技术研究

王慧能

【摘要】：机电一体化产品涉及机械、电子、控制、计算机技术等众多领域,单领域、分散的建模与仿真设计已很难满足产品的设计需求。虚拟原型是产品多领域数字化模型的集成,体现了产品的本质特征。虚拟原型技术是以并行工程思想为指导, 以CAX/DFX技术为基础,以协同仿真技术为核心的先进的数字化设计方法。为此,在研究虚拟原型多领域仿真设计技术的基础上,将虚拟原型设计技术引入机电一体化产品设计,得到基于虚拟原型的机电一体化设计技术,以满足机电一体化产品多领域交互设计的需求。本文对基于虚拟原型的机电一体化设计技术进行了深入研究,给出了利用NI SoftMotion构建SolidWorks-LabVIEW综合设计环境和建立机电一体化虚拟原型的方法。在此基础上,研究了机电一体化虚拟原型仿真设计的基本方法,完成了机械、电气和控制等单领域的仿真设计和从机械到电气、控制的多领域综合仿真设计。最后,在原型设计的基础上给出了基于NI CompactRIO平台快速进行原型部署的方法。仿真设计结果表明,基于虚拟原型的机电一体化设计技术能够很好地实现机械、电气、控制等多领域的协同仿真设计,有效地提高了产品的开发效率,突破了传统设计的瓶颈问题。

【关键词】：
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH-39
【目录】：

摘要3-4

Abstract4-7

第一章绪论7-13

1.1 研究背景与意义7-8

1.2 虚拟原型设计概述8-11

1.2.1 虚拟原型设计的基本原理9-10

1.2.2 虚拟原型设计的相关技术与研究现状10-11

1.3 虚拟原型与机电一体化产品设计11-12

1.4 论文研究的主要内容及论文章节安排12-13

第二章基于虚拟原型设计的机电一体化产品设计13-27

2.1 基于虚拟原型的机电一体化产品设计技术研究13-19

2.1.1 基于虚拟原型的机电一体化设计技术的需求分析13-14

2.1.2 基于虚拟原型的机电一体化联合设计的基本思路14-15

2.1.3 基于虚拟原型的机电一体化产品设计的基本流程15-16

2.1.4 机电一体化虚拟原型的基本构成和设计特点16-17

2.1.5 基于虚拟原型的机电一体化仿真设计的关键问题分析17-19

2.2 基于虚拟原型的机电一体化产品的概念设计19-21

2.2.1 经典的机电一体化功能原型19-20

2.2.2 基于虚拟原型的机电一体化产品功能原型20-21

2.2.3 基于虚拟原型的机电一体化产品功能原型需求分析21

2.3 机电一体化产品功能原型设计21-24

2.3.1 机电一体化功能原型设计特点21-22

2.3.2 机电一体化功能原型设计的基本方法22

2.3.3 机电一体化功能原型设计的开发模式22-24

2.3.4 机电一体化功能原型设计的相关技术24

2.4 概念设计指标与原型目标确立24-26

2.4.1 概念设计指标确立25

2.4.2 虚拟原型设计目标确立25-26

2.5 本章小结26-27

第三章机电一体化虚拟原型与仿真设计环境构建27-45

3.1 机电一体化虚拟原型设计环境的构建27-33

3.1.1 机电一体化虚拟原型仿真设计环境总体设计27-28

3.1.2 软件工具介绍28-29

3.1.3 虚拟环境的集成29-33

3.2 机电一体化虚拟原型的构建33-44

3.2.1 3D CAD 机械建模33-42

3.2.2 控制建模42-44

3.3 基于机电一体化思想的分块设计探索44

3.4 本章小结44-45

第四章基于虚拟原型的机电一体化仿真设计45-63

4.1 基于虚拟原型的机电一体化仿真设计概述45

4.2 机械特性仿真设计45-52

4.2.1 机械特性仿真设计概述45-46

4.2.2 机械仿真设计基本流程46

4.2.3 创建仿真设计的3D CAD 模型46-48

4.2.4 机械特性仿真设计48-52

4.3 电气和控制特性仿真设计52-57

4.3.1 电气和控制仿真设计概述52

4.3.2 电气和控制仿真设计机理52-53

4.3.3 模型准备53-54

4.3.4 运动控制设计54-57

4.4 NI LabVIEW 和SolidWorks 联合仿真设计57-61

4.4.1 NI LabVIEW Project 的创建和配置57-59

4.4.2 NI LabVIEW 运动控制编程和综合仿真设计59-61

4.5 仿真设计部署61-62

4.6 本章小结62-63

第五章总结与展望63-65

5.1 总结63-64

5.2 展望64-65

致谢65-67

参考文献67-70

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【引证文献】

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