基于工程系統(tǒng)理論和面向?qū)ο蠓椒ǖ臋C(jī)電一體化系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)是集多種學(xué)科為一體的復(fù)雜系統(tǒng)，目前對(duì)這種復(fù)雜系統(tǒng)的研究還處于發(fā)展階段。機(jī)電一體化涉及到多個(gè)工程領(lǐng)域的知識(shí)和成果，因此需要以工程系統(tǒng)理論作為系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用其基本的觀點(diǎn)和方法來(lái)分析和研究機(jī)電一體化系統(tǒng)，是解決系統(tǒng)問(wèn)題的一條有效途徑。本文將工程系統(tǒng)理論與面向?qū)ο蠓椒ㄏ嘟Y(jié)合，深入到機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)中，這具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 首先，針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的復(fù)雜性和多學(xué)

2、科性，運(yùn)用工程系統(tǒng)理論的觀點(diǎn)和方法對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行分析，給出了機(jī)電一體化系統(tǒng)的共性特征。在此基礎(chǔ)上，引入面向?qū)ο蟮乃枷牒头椒?，從而形成了一種研究機(jī)電一體化系統(tǒng)的新方法——基于機(jī)電接口的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，即ODIMS方法。 其次，針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的劃分問(wèn)題，在分析了氣動(dòng)插裝機(jī)器人、模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)三個(gè)實(shí)例的系統(tǒng)組成后，通過(guò)比較，找出了三者間的共性。通過(guò)對(duì)共性的研究，提出了一種新的機(jī)電一體化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

3、，即系統(tǒng)由部件組成，而部件由機(jī)械、動(dòng)力和控制三要素結(jié)合而成的方法。此后，進(jìn)一步給出了部件的劃分原則以及三要素的特性。 再次，提出了機(jī)電接口的概念，并給出了機(jī)電接口的層次和分類(lèi)。機(jī)電接口可分為人機(jī)接口、集成接口和構(gòu)成接口三個(gè)層次。人機(jī)接口是人與系統(tǒng)之間的接口；集成接口是系統(tǒng)中部件之間的接口；構(gòu)成接口是部件中要素之間的接口。集成接口又分為集成動(dòng)力接口、集成控制接口和集成機(jī)械接口。構(gòu)成接口又分為構(gòu)成動(dòng)力接口和構(gòu)成控制接口。 然

4、后，針對(duì)系統(tǒng)的建模問(wèn)題，運(yùn)用面向?qū)ο蟮姆椒ń⒘讼到y(tǒng)的靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。在分析機(jī)電接口的基礎(chǔ)上，確定了機(jī)械、動(dòng)力和控制三個(gè)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的初始類(lèi)及其相應(yīng)的屬性和服務(wù)。部件類(lèi)從三個(gè)初始類(lèi)繼承屬性和服務(wù)，從而建立起系統(tǒng)的靜態(tài)模型——系統(tǒng)類(lèi)圖。而在對(duì)系統(tǒng)的工作過(guò)程和動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行分析之后，建立起系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。 最后，將ODIMS方法應(yīng)用于系統(tǒng)實(shí)例。運(yùn)用ODIMS方法，對(duì)過(guò)濾器反沖洗控制器、油套管接頭計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量系統(tǒng)和自動(dòng)沖飲機(jī)三個(gè)機(jī)