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《山东科技大学》 2010年
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复杂机电系统统一建模与仿真技术研究

王成龙  
【摘要】:面对日益激烈的市场竞争以及各国对知识产权的高度重视,产品设计是企业生存与发展的根本。在复杂机电一体化系统开发中,跨学科的系统建模方法、多领域模型的协同仿真和多学科协同开发的过程管理技术是目前亟待解决的关键技术,可以对机电一体化系统的设计和开发提供强有力的支持,目前已经成为该领域的研究重点。 本文以山东省科技攻关重大项目“复杂产品虚拟样机技术研究”、国家“十一五”科技支撑计划课题“复杂条件煤矿综放工作面关键设备研究”和山东省自然科学杰出青年基金项目“面向复杂产品协同设计的资源共享与虚拟样机技术研究”为研究背景,对复杂机电一体化系统的统一建模和仿真技术研究进行了深入研究,取得了以下的研究与应用成果: (1)从系统的角度提出了复杂机电系统的统一建模与仿真技术的总体框架,给出了其工作原理和关键技术; (2)通过对复杂机电一体化系统多学科系统建模技术的研究,创新性的提出了基于交互传递模型(Contact and Channel Model, CCM)的统一产品模型(Unified Product Model,UPM)和基于UPM的统一建模方法,给出了UPM模型的信息元素,提出了UPM的具体描述方法和过程。将ontology应用于复杂机电系统设计过程,首次提出并实现了基于ontology的UPM描述技术。该描述方法既易于人理解,又易于计算机实现,保证了知识共享和信息的可检索性,为系统设计阶段的知识交流奠定了基础,同时也为后续过程求解的知识共享、重用提供了保障; (3)以复杂机电一体化系统多学科协同仿真技术为核心,构建了一个基于UPM和(High Level Architecture, HLA)的协同仿真框架,为面向产品设计领域的多学科协同仿真的实施提供了一个完整通用的参考结构,提出了基于UPM和HLA的协同仿真建模过程模型,解决了现有的协同仿真研究中不能建立设计模型和仿真模型之间的内在关联关系的问题。在此基础上,对协同仿真运行管理技术进行了深入研究,实现了协同仿真运行管理器的设计和开发; (4)从过程管理,模型管理和数据共享的角度出发,提出了复杂机电一体化系统多学科协同开发的过程管理方法,实现了对统一建模、领域建模、协同仿真等相关过程中所涉及的人员、数据、信息等的有效管理,为复杂机电一体化系统的跨领域并行协同开发提供了有力的支持; (5)建立了复杂机电一体化系统多学科协同开发平台,提出了平台的总体技术框架和系统组成,并实现了平台的原型系统;以某型机器人手臂的设计过程为例,介绍了复杂机电一体化系统多学科协同开发平台的应用。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:B
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH-39

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 艾辉;复杂产品协同开发平台关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 施旭峰;农用全自动打桩机的系统设计及理论分析[D];青岛科技大学;2015年
2 张林艳;基于三维实体模型的PLC程序调试系统研究[D];河北工业大学;2015年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 肖田元;范文慧;;基于HLA的一体化协同设计、仿真、优化平台[J];系统仿真学报;2008年13期
3 赵建军;丁建完;周凡利;陈立平;;Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理[J];系统仿真学报;2006年S2期
4 赵翼翔;邓永杰;陈新;;基于Dymola的电机-连杆机构建模与仿真研究[J];机电工程技术;2006年08期
5 吴义忠;刘敏;陈立平;;多领域物理系统混合建模平台开发[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年01期
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10 奚旺,刘永文,杜朝辉,孟光;基于Modelica语言的燃气涡轮建模及应用[J];动力工程;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 许勇;机电一体化系统方案生成及优选研究[D];上海交通大学;2007年
2 戴永长;协作产品开发过程管理技术研究[D];清华大学;2005年
3 贺建军;复杂机电系统机电耦合分析与解耦控制技术[D];中南大学;2004年
4 李旭宇;复杂机电耦合系统的并行设计方法研究[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 苗中华;机电系统概念设计技术与应用研究[D];山东大学;2005年
2 秦自凯;机电产品概念设计方法及其应用的研究[D];华中科技大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈昌;陈慧鹏;陈国金;刘海强;龚友平;;陈述式太阳电池模型及参量数值标定[J];太阳能学报;2015年12期
2 李志华;原龙昊;龚友平;;基于Modelica的磁流变制动器多领域建模与仿真[J];机电工程;2015年12期
3 刘炜;陈立平;朱明清;;分布参数热流体系统的面向对象建模研究[J];计算机仿真;2015年11期
4 张洪昌;丁建完;陈立平;;基于Modelica的半物理仿真硬件接口控制技术[J];计算机辅助工程;2015年05期
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9 笪凌云;沈炯;李益国;吴啸;;基于解耦和DOB的DMC在机炉协调控制系统中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2015年05期
10 黄伟健;丁建完;陈立平;周昭远;;面向半物理仿真的陈述式模型转换方法研究[J];系统仿真学报;2015年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑浩;不确定条件下复杂产品性能增强设计理论、方法及其应用研究[D];浙江大学;2017年
2 许睿;轴向柱塞泵/马达全耦合动力学建模及性能退化机理分析[D];西安建筑科技大学;2017年
3 张冠宇;移动式破碎站履带行走装置机电耦合仿真及试验研究[D];吉林大学;2015年
4 陈星;车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究[D];北京理工大学;2015年
5 张义方;多源谐波诱发CSP轧机主传动耦合振动研究[D];北京科技大学;2015年
6 龚锦霞;含分布式能源的电网协调优化调度[D];上海交通大学;2014年
7 李申;大型天线结构协同设计关键技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 唐俊杰;基于方程的信息物理融合系统建模与仿真技术研究[D];华中科技大学;2013年
9 张邦成;串并联数控机床伺服进给系统机电耦合特性研究[D];吉林大学;2011年
10 李蕾;滚珠型弧面分度凸轮机构的动力学分析及其性能研究[D];山东大学;2011年
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1 伍琴;基于设计DNA案例分析法的创意产品造型设计模糊前端研究[D];贵州大学;2017年
2 彭建康;磁悬浮弹性支承结构机电系统全局模型修正与灵敏度分析[D];南京航空航天大学;2016年
3 陈正水;机械执行系统概念设计方法及其系统实现技术的研究[D];宁波大学;2013年
4 王军;基于功能的机电产品概念设计方法研究与应用[D];武汉理工大学;2009年
5 张利艳;概念包装设计方法研究[D];湖南工业大学;2008年
6 林淑彦;基于生物流的机电产品概念设计自动化[D];山东大学;2008年
7 赵雪峰;基于运动的机械产品概念设计研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 吴兰萍;面向产品设计自动化的人机工程研究与应用[D];山东大学;2006年
9 陈玉清;计算机辅助概念设计过程模型研究与应用[D];哈尔滨工程大学;2006年
【同被引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐河杭;面向PLM的数据挖掘技术和应用研究[D];浙江大学;2010年
2 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 熊体凡;主动式协同产品开发平台关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
4 顾巧祥;面向产品全生命周期配置标识关键技术研究[D];浙江大学;2006年
5 杨煜俊;网络化协同产品开发理论及其关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
6 杨方飞;机械产品数字化设计及关键技术研究与应用[D];中国农业机械化科学研究院;2005年
7 孔建寿;面向协同产品开发过程的集成管理技术研究[D];南京理工大学;2004年
8 张劲松;协同产品开发链中过程管理、产品配置与数据管理技术研究[D];华中科技大学;2004年
9 米小珍;复杂产品数字化开发系统分析与过程管理技术研究[D];大连理工大学;2003年
10 李伟刚;复杂产品协同开发支撑环境的关键技术研究[D];西北工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王进;水压驱动式打桩机系统动力学建模与仿真分析[D];湖南科技大学;2013年
2 谭德波;基于虚拟样机技术精密装配系统的设计[D];大连理工大学;2013年
3 徐章锁;基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
4 梅加化;基于LabVIEW的虚拟实验教学系统的研究[D];合肥工业大学;2012年
5 杨亮;基于虚拟原型技术的并联机器人建模与控制仿真[D];天津科技大学;2012年
6 李妍姝;上肢康复机器人设计与运动规划[D];东华大学;2012年
7 武文佳;基于SolidWorks&LabVIEW的虚拟原型机电一体化设计技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
8 周傲;单元测试中自动打桩技术的研究与实现[D];北京邮电大学;2012年
9 刘炜;基于有限元法气缸寿命的研究[D];电子科技大学;2011年
10 王慧能;基于虚拟原型的机电一体化设计技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张峰;航天产品性能样机分布式协同建模与仿真技术研究[D];西北工业大学;2015年
2 崔东亮;基于业务构件的复杂产品集成设计管理技术研究及应用[D];东北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 宋有禹;基于多总线的电路板自动测试系统的软件设计与实现[D];安徽大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁策;肖田元;张林鍹;;网络化制造中协同环境的访问控制技术[J];计算机集成制造系统;2007年01期
2 李志英;黄强;楼新远;冉鸣;;RBAC模型研究、改进与实现[J];计算机应用;2006年12期
3 吴义忠;刘敏;陈立平;;多领域物理系统混合建模平台开发[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年01期
4 丁建完;陈立平;周凡利;黄华;;陈述式基于方程仿真模型的约简[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年12期
5 丁建完,陈立平,周凡利,黄华;复杂陈述式仿真模型的相容性分析[J];软件学报;2005年11期
6 王电化,尹绍宏;基于RBAC的分布式协同环境下的访问控制策略[J];仪器仪表用户;2005年05期
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9 王克明,熊光楞;复杂产品的协同设计与仿真[J];计算机集成制造系统-CIMS;2003年S1期
10 陈晓波,熊光楞,郭斌,张和明;基于HLA的多领域建模研究[J];系统仿真学报;2003年11期
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1 何斌;有助于产品创新的概念设计理论与方法的研究[D];浙江大学;2006年
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9 彭东林;付敏;郑方燕;武亮;孙世政;汤其富;;复杂机电系统中的嵌入式位置检测新技术体系研究[J];机械工程学报;2015年22期
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2 屈梁生;温广瑞;;复杂机电系统安全运行及保障[A];设备监测与诊断技术及其应用——第十二届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2005年
3 史铁林;杨叔子;;复杂机电系统故障诊断与分类的几种新方法[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
4 战玉芝;刘怀勋;李佳;;HLA及其在研究传统工具协同仿真中的应用[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
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6 史俊斌;霍志成;朱瑞;;机电一体化系统故障诊断专家系统研究[A];发挥科技支撑作用深入推进创新发展——吉林省第八届科学技术学术年会论文集[C];2014年
7 张静;陈志平;施浒立;;机电一体化系统中的软件系统设计探讨[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
8 田永利;邹慧君;郭为忠;李学伟;;计算机辅助机电一体化系统概念设计中的知识及其表示方法的研究[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
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10 肖田元;范文慧;;基于HLA的一体化协同设计、仿真、优化平台[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前9条
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3 凌曼文;国有企业级协同仿真平台问世[N];中国计算机报;2007年
4 安世亚太 王恩青;协同仿真源自客户实践(二)[N];中国航天报;2007年
5 ;ANSYS协同仿真环境[N];中国航空报;2004年
6 王恩青;协同仿真平台助力“中国制造”自主创新[N];中国质量报;2007年
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9 本报记者 张翼;安世亚太发布国内首款企业级协同仿真平台[N];机电商报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王成龙;复杂机电系统统一建模与仿真技术研究[D];山东科技大学;2010年
2 尹晓静;基于半定量信息的复杂机电系统健康评估及预测方法研究[D];长春工业大学;2017年
3 贺建军;复杂机电系统机电耦合分析与解耦控制技术[D];中南大学;2004年
4 李旭宇;复杂机电耦合系统的并行设计方法研究[D];中南大学;2004年
5 王艾伦;复杂机电系统(键合图—模态分析)方法研究[D];中南大学;2004年
6 许勇;机电一体化系统方案生成及优选研究[D];上海交通大学;2007年
7 赖一楠;XX卫星热控百叶窗系统设计及虚拟样机协同仿真[D];哈尔滨理工大学;2006年
8 申冬慧;基于HLA的潜艇航行训练模拟器及虚拟舱室建模技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
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10 唐玉阳;利用人HLA Ⅰ类分子表型特异性细胞观察恶性疟原虫CTL表位的内源递呈及其与Ⅰ类分子的交连反应[D];中国协和医科大学;2000年
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1 刘银;基于HLA的空空导弹分布式协同设计[D];河南科技大学;2014年
2 姜凯强;基于协同仿真和统计模型检测的信息物理融合系统验证方法[D];华东师范大学;2018年
3 何兵;基于OpenStack的协同仿真平台的设计和实现[D];西安电子科技大学;2018年
4 王旭;复杂通信机箱内高速连接器电磁干扰建模与仿真[D];电子科技大学;2018年
5 刘嘉;残损航空器搬移拖车的机液协同仿真与分析[D];中国民航大学;2017年
6 田野;基于FPGA的软硬件协同仿真平台的设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 芮国强;基于HLA的协同仿真研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 杨滔;软硬件协同仿真平台关键技术的研究与实现[D];合肥工业大学;2016年
9 范建芳;筒管纱卷绕机机电一体化系统设计[D];天津工业大学;2006年
10 仇勇;基于键合图的复杂机电系统模块化自动建模及仿真研究[D];中南大学;2004年
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