控制电器智能设计方法研究

【摘要】：以产品设计自动化为目标，以控制电器产品为对象，研究了产品智能设计中涉及的如下关键问题：系统模型的建立、概念设计的产生方法、可靠性设计、故障树分析、任务调度、并行推理、参数化建模。解决这些问题，对于构建产品智能设计系统，提升制造业的设计水平，加速产品的更新换代具有重要意义。 对于系统模型，提出了基于UML建模语言的智能设计系统功能模型、设计模型、产品装配模型，论证了模型的结构以及应用。 对于概念设计，提出了基于粗糙集理论的产品概念设计方法，规则获取算法以及基于关系数据库的规则表示方法。提出了基于蚁群算法的产品概念设计算法。 研究了基于可靠性理论的产品设计方法，提出了一个新的概念——“产品概念设计的可靠性”，并论证了相应的求解方法。 对于初步设计结果的可靠性分析，提出了基于蚁群算法的自动构造故障树的算法，并给出了在智能设计中应用的实例。该算法是一个全新的自动构造故障树算法。 研究了基于面向对象Petri网的任务调度方法，提出了基于面向对象Petri网的系统调度方法，以继电器装配为例，说明了调度方法的应用。 研究了决策推理问题，提出了基于面向对象模糊Petri网的并行推理算法，并给出了推理实例。 研究了基于特征的三维参数化模型的设计方法，给出了基于参数化模型的设计过程模型，说明了基于MDT平台的具体实现方法。 研究了三维参数化模型库的构建方法，建库步骤。并在MDT平台下给出了实现方法及关键的处理程序。 详细论证了控制电器智能设计系统的开发步骤，系统的整体结构，各子系统之间的关系，以及子系统的实现技术路线，关键问题。实现了电磁继电器智能设计系统。该系统能够完成概念设计、初步设计、详细设计、优化设计、静态特性、动态特性分析结果，以及MDT参数化造型，ANSYS有限元分析结果。该系统验证了以上研究的理论方法以及算法的有效件。