基于知识的高速主轴系统智能设计

为提高制造企业设计效率和设计水平,以高速主轴系统设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的高速主轴系统设计框架.采用本体论的知识建模方法,实现知识的重用,并重点阐述了规则知识描述、实例知识描述、知识处理模板等关键技术在高速主轴系统平台设计中的应用.该系统集成了主轴设计的经验、知识和过程,实现了知识共享,能帮助设计人员快速有效地完成高速主轴系统的智能设计.     

基于PSoC的电流检测系统

介绍了传统的检测系统设计方法与基于PSoC技术的系统设计方法的区别,阐述了PSoC技术在检测系统设计中的优势和具体实现方法,最后以CY8C27xxx系列PSoC芯片CY8C27443为核心,设计数字霍耳电流检测系统的方法,具体描述了检测系统的硬件设计、PSoC配置和软件功能实现方法.     

多软件环境下机床主轴智能化集成设计系统

针对数控机床主轴系统设计需要多个软件协同建模、智能决策与分析仿真的需要,构建了一种由用户定制模块、传动方式配置智能决策模块、优化设计模块以及设计资源中心等组成的主轴智能设计系统的体系结构。提出并实现了Solid Edge、ADAMS、ANSYS以及主轴智能设计系统之间的多软件协同建模、数据交换与共享的方法。论述了三维CAD建模系统、有限元分析系统以及刚-柔耦合系统之间的数据传递的实施技术。所开发的主轴智能设计系统已在数控机床企业进行了应用验证,取得了较好的应用效果,表明本文提出的方法能够有效支持在多软件环境下主轴系统的智能化设计开发工作。     

高速铣床主轴⁃轴承的振动特性分析

主轴是高速铣床的核心部件,其动力学特性直接影响铣床的加工精度。以德国GMN某型高速铣床电主轴为例,采用有限元方法,建立了主轴⁃轴承系统的有限元模型,研究了主轴的固有振动特性,分析了轴承刚度对主轴固有振型和临界转速的影响。在此基础上,研究了高速主轴的不平衡响应特性,分析了不平衡量大小和位置等因素对主轴振动敏感度的影响规律,发现主轴两端不平衡响应敏感,尤其是连接刀具的一端振幅明显,研究结果可为高速机床主轴系统的动力学设计提供一定的参考。     

基于轴心轨迹自动辨识的高速主轴系统故障诊断研究

提出一种轴心轨迹自动辨识方法实现高速主轴系统故障诊断。结合使用中值滤波和小波滤波去除轴心轨迹中的脉冲噪声和高斯噪声,将轴心轨迹转换成轴心轨迹图像,然后采用线矩计算不变矩识别轴心轨迹特征,通过建立的BP神经网络进行高速主轴系统的故障诊断。在高速主轴轴承系统试验器进行实验,通过对不平衡故障和不对中故障的诊断,验证了本方法的正确性,为有效保证数控机床主轴系统的可靠性提供了保障。     

网络应用软件中高可用性的设计与实现

在分析网络应用系统失效因素和高可用系统设计结构的基础上,针对高速发展的网络应用, 提出了高可用性 HA 设计模式,它是一种行为型的设计模式. 详细说明了该模式的意图、结构、解 决方案和实现,并通过 UM L 对高可用性的设计进行行为描述. 该模式在宽带网络计费系统中得到 应用,大大地提高了网络应用的可用性.     

基于C8051F360和FPGA的高速数据采集系统设计

随着现代科学研究和工业生产对数据采集要求的日益提高,很多场合都需要对高频模拟信号进行高速、高精度的量化采集。本文针对高速数据采集系统中的实时性、采集速率等问题提出了一种结合FPGA与单片机的低成本高速数据采集系统设计方案。该系统以高速SOC单片机C8051F360和FPGA EP2C8T144为核心,运用模块化设计方法,实现软硬件设计,具有一定的实用价值。     

硬件描述语言VHDL在数字系统设计中的应用

VHDL语言作为一种新型的硬件描述语言，主要用于数字电路与系统的描述、模拟和自动设计，是当今电子设计自动化（EDA）的核心技术．文章通过四位乘法器的实例详细介绍了用VHDL语言设计数字系统的流程和方法，并通过仿真实现预定日的．结果表明，VHDL语言在数字系统设计中具有硬件描述能力强，设计方法灵活等优点，从而大大降低了数字系统设计的难度，提高了工作效率．     

系统级可测试性设计的研究

本文提出了一个系统级可测试性设计的方法,根据系统的功能行为描述和实际系统实现的明显区分,将与系统实现独立的测试要求溶入到该描述中,按照一定规则对系统进行分块,在此基础上采用内建自测试和增加测试功能块,从而改善系统的测试环境,提高测试效率。该方法可实现系统设计和系统可测试性设计的同步进行。     

基于模糊规则的机床主轴系统驱动策略

在使用经验与知识的前提下,依据机床驱动形式选择的主要步骤,应用模糊理论,提出一种基于模糊设计规则的主轴系统驱动方式的选择方法。将设计的驱动策略集成在主轴系统智能设计中,经过某大型机床企业的实际应用,取得了较好效果,从而验证了该系统原理及实现技术的可行性和实用性,提高了产品的设计质量和设计效率。     

基于知识的汽车后桥CAx集成技术与应用研究

针对制造企业在应用CAx系统过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以汽车后桥产品设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的协同CAx集成系统平台框架.采用基于本体论的知识建模方法,提出一种特征参数度量的相似实例检索方法,实现了知识的重用,着重叙述了基于实例推理技术、面向设计流程的知识驱动设计计算、基于特征参数的CAD建模方法、基于模型共享的CAE分析以及产品虚拟装配等关键技术,并开发了此系统平台,实现了基于知识的CAD/CAE集成,有效地支持了汽车后桥产品设计.     

基于模式语言的设计知识描述与发现方法研究

针对网络协同产品设计过程中知识表现形态的复杂性、多样性和不确定性特征,在对模式语言概念分析的基础上,应用信息论和模糊综合评价方法,提出一种基于模式语言方式设计知识描述方法与知识描述存储表结构,建立了基于模式语言的知识发现和知识综合模糊评价模型.以冲压模具的设计为例,验证了基于模式语言的设计知识描述和知识积累方法的可行性和实用性.     

面向服务架构的工艺创新设计

解决工艺问题的过程需要方法和知识的支持,为了能够按照设计需求组织各类资源,提出一种面向服务架构的工艺创新设计服务组合模型。从知识维、测量维和计算机辅助工具维出发,将方法和知识构建为策略服务和知识服务,建立了服务本体,并从服务层面描述了系统的架构。设计方法和知识资源经过语义化描述和同构化处理后封装为服务,并依据逻辑关系构成粗粒度的服务组件,以问题解决过程和工艺问题分类解决策略作为业务流程,灵活组织服务,从而辅助设计者创造性解决工艺问题。最后,以汽轮机轴的工艺改进为例,验证了该服务模型的有效性。     

精密球轴承不可重复跳动影响主轴动特性的预测

将精密球轴承不可重复跳动(NRRO)的研究引入到主轴系统分析中,阐述了主轴系统NRRO的概念。应用滚动轴承几何学、弹性力学和滚道控制论,给出了高速角接触球轴承由内圈、外圈、钢球几何误差与球数变化所引起的NRRO的数值计算公式。为了在设计阶段揭示NRRO对精密主轴的影响规律,建立了考虑NRRO效应的主轴系统动态预估模型。计算实例和理论分析表明:球轴承中当一个钢球误差较大时,NRRO值随着球数增加而降低;内、外圈的几何误差对系统NRRO的影响较小;钢球本身的表面几何误差对系统NRRO的影响比较显著。针对现有轴系设计方法的不足之处,在预估模型基础上,提出了基于响应面的主轴系统NRRO抑制设计方法,为精密轴承系统研究提供了一定的理论依据和参考。     

机械产品柔性模块化设计知识库系统的研究

介绍了柔性模块的基本概念;在分析柔性模块化产品的设计推理过程的基础上,提出了一种面向对象的知识库建模方法.将模块视为对象,并以功能模块、柔性模块、实例模块为基础构成对象层次体系,以对象框架语言描述模块的相关设计知识,组成知识单元.然后论述了基于实例和框架的知识推理过程,并给出了液压机产品知识库系统的框架结构.结果表明,该系统的研究和开发可有效支持液压机等大型机械产品的快速响应设计.     

过程型机械系统的方案设计模型

针对锅炉、汽轮机等具有过程系统相似特征的特定机械系统,提出过程型机械系统的分类概念.借鉴过程系统的概念和理论,分析过程型机械系统的功能和结构,提出将该类机械系统的方案设计分为系统级的总体布置设计和单元级的过程部件设计2个层次,并分别在这2个层次上提出由“功能-行为-结构-知识”4元组构成的方案设计模型.通过抽象定义“广义过程部件”和“广义物料”2类对象,具体描述该方案设计模型中最为关键的物料变换逻辑,并提出一种具有普遍适用性的基于ID关联的过程型机械系统流程逻辑描述方法.应用结果表明,提出的方案设计模型合理有效.     

基于任务链的产品设计实例反馈方法

为实现产品实例对设计过程的支持,提高产品开发效率与质量,提出面向用户的实例反馈方法.通过建立基于设计任务链的实例反馈模型,将知识由静态描述拓展到动态描述,运用概念捆绑和用户意图分类方法剔除因描述的不严密所产生的干扰信息,将直观的样本实例反馈为任务链信息,利用匹配任务链节点的关联分析获得新的关联任务,进而重构获得满足用户需求的产品模型,实现产品设计的实例反馈.该方法在低压电器产品开发中得到了应用验证,通过对低压断路器设计实例分析,构建设计任务链节点的关联关系,重构断路器设计语义.     

基于多学科协同算法的机床主轴优化设计

用多学科设计优化理论进行了机床主轴参数的优化设计.以主轴质量、外伸端挠度和切应力为同步优化目标,利用协同优化算法思想建立了两级优化数学模型,包括一个系统级模型和三个子系统级模型.运用iSIGHT软件对优化数学模型求解,在使得主轴质量最小的同时保证有较好的刚度和强度.计算结果表明多学科设计优化在处理多目标优化问题时有明显的优越性.