摘要：隨著我國機械自動化的快速發(fā)展，機械控制系統(tǒng)的計算機輔助技術(shù)越來越被重視，同時機械控制系統(tǒng)的普及，以其具備的強大優(yōu)點和經(jīng)濟效益逐漸得到了相關(guān)機械行業(yè)人士的認(rèn)同。

關(guān)鍵詞：機械? 控制系統(tǒng)? 計算機輔助設(shè)計? 特點? 策略探析? 應(yīng)用

引言

在科技技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，我國許多工業(yè)生產(chǎn)、日常生產(chǎn)中，一些先進的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透在生產(chǎn)車間中，產(chǎn)品的生產(chǎn)率得到了有效提高，同時也給人們的日常生活提供了許多便利。總而言之，新技術(shù)隨著科技技術(shù)的不斷革新而持續(xù)涌出，在實際的生產(chǎn)工作中，機械控制系統(tǒng)的重要作用不言而喻。

1 機械控制系統(tǒng)的相關(guān)概述與特點

1.1機械控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展敘述

在機械控制系統(tǒng)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展早期，可以直接通過筆紙工具等簡單容易地計算出來。如1942年在Ziegler和Nichols的輔助設(shè)計中，可以非常容易地通過提出的PID經(jīng)驗公式的計算而設(shè)計出來。但是隨著機械控制系統(tǒng)不斷地快速的發(fā)展，對于機械控制的效果、效率相關(guān)要求越來越高，其控制輔助設(shè)計的算法也變得極為復(fù)雜，控制器的設(shè)計越來越困難，已經(jīng)無法再也通過紙和筆以及計算器等運算工具進行簡單的運算而得到預(yù)期的效果。此時，根據(jù)計算機時代發(fā)展的趨勢分析，計算機的應(yīng)用成功地進入控制系統(tǒng)的輔助設(shè)計技術(shù)中，從而出現(xiàn)了機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)。

在機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展過程中，倍受國際中相關(guān)技術(shù)研發(fā)專家的關(guān)注。至目前，機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)向最高水平趨近，。在1982年12月和1984年12月，在國際上控制領(lǐng)域最權(quán)威的IEEEE控制系統(tǒng)學(xué)會和控制系統(tǒng)雜志的科研報告集中，分別都進行了CACSD?？牡谝淮纬霭?，同時美國著名的學(xué)者也在1985年和1992年出版了著作，充分顯示了CACSD領(lǐng)悟的最新發(fā)展進程。在近三十年機械控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展中，有許多相關(guān)的優(yōu)秀計算機應(yīng)用軟件不斷涌出，促進了機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在國際控制領(lǐng)悟中被廣泛使用的計算軟件就達(dá)到了幾十種。而在MATLAB需要出現(xiàn)后，便成了機械控制領(lǐng)域中，備受學(xué)生和研究者歡迎的通用計算機語言，同時成為了控制領(lǐng)域中最流行、最有影響的計算機通用語言，成長了控制領(lǐng)域?qū)W者和研究者的首選。

1.2計算機輔助設(shè)計相關(guān)概述以及特點

計算機輔助設(shè)計簡稱CAD，主要是以計算機作為主要的手段，產(chǎn)生各種數(shù)字和圖形信息，并結(jié)合這些信息對產(chǎn)品進行設(shè)計的一種新興技術(shù)。它能完成人腦難以承擔(dān)的各種復(fù)雜的設(shè)計任務(wù)。在不斷發(fā)展的技術(shù)中，計算機的硬件、軟件在不斷更新，CAD能夠完成的設(shè)計任務(wù)的復(fù)雜性也在不斷提高。

計算機輔助設(shè)計技術(shù)是在近20多年內(nèi)快速發(fā)展起來的一種綜合性計算機應(yīng)用技術(shù)，并隨之滲透到各個領(lǐng)域的工程技術(shù)之中，日益向所涉及的領(lǐng)悟的深處發(fā)展，CAD的覆蓋率在計算機技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用領(lǐng)域中，已經(jīng)達(dá)到了60%。CAD是一種高智力、知識密集型的高新技術(shù)。其具備更新速度快、綜合性強、效益高、初始投資大等特點。它是當(dāng)前國際科技領(lǐng)悟發(fā)展的前沿課題，同時也是計算機集成化制造系統(tǒng)的主要核心技術(shù)的基礎(chǔ)之一。

2 機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計策略探析

2.1明確機械控制系統(tǒng)設(shè)計的基本過程

計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用中，我們首先需要明確工程設(shè)計的性質(zhì)，工程設(shè)計是一種明確目標(biāo)問題，而“面向目標(biāo)問題進行求解的活動”。機械設(shè)計也相同，其基本過程都為：設(shè)計問題的定義、資料檢索、創(chuàng)造性構(gòu)思綜合、分析優(yōu)化、模擬評價、繪圖與編制文件等。該設(shè)計過程是一個通過交互方式進行的反復(fù)過程。

首先，設(shè)計問題的定義是指，在進行設(shè)計前，根據(jù)用戶所提的要求或者產(chǎn)品研發(fā)的市場調(diào)查結(jié)果，進行設(shè)計目標(biāo)的確定;資料檢索階段的主要內(nèi)容是進行各種參考數(shù)、數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)資料的搜索查詢;所謂的創(chuàng)造性構(gòu)思綜合是指，設(shè)計者進行同類產(chǎn)品的設(shè)計進行類比或者以自己的設(shè)計經(jīng)驗作為依據(jù)進行構(gòu)思、擬訂出產(chǎn)品設(shè)計的初步方案或者結(jié)構(gòu)草圖;分析優(yōu)化是指，在前幾個步驟完成后，進行多次反復(fù)的設(shè)計分析、綜合比較，選定在經(jīng)濟性、工藝性以及可靠性等多個方面都比較合理完善的方案，最后進行設(shè)計圖的繪制和相關(guān)技術(shù)文件的編制。通過人工完成的機械設(shè)計，難以達(dá)到最佳的設(shè)計水平與預(yù)期效果。在憑經(jīng)驗設(shè)計、類比或估算等設(shè)計過程中，會存在計算失誤的情況，不得不進行較大的安全系數(shù)的取值，這會造成材料消耗增大的情況，難以代替精確設(shè)計計算，所以計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展是必要的。同時在計算機輔助設(shè)計過程中，需要明確設(shè)計步驟，通過合理精確的計算軟件進行計算，提高設(shè)計效率。

2.2進行CAD系統(tǒng)的軟件應(yīng)用探析

在機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計過程中，需要應(yīng)用到CAD系統(tǒng)，在CAD系統(tǒng)硬件確定后，只是為該系統(tǒng)的作業(yè)過程提供了基礎(chǔ)的工具，要實現(xiàn)CAD系統(tǒng)的作業(yè)過程，還需要進行相應(yīng)軟件的配備。CAD系統(tǒng)通過內(nèi)容分類為：操作系統(tǒng)、支撐軟件、數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用軟件。其中，操作系統(tǒng)是用來控制和管理系統(tǒng)資源，為客戶提供使用便利而進行裸機與虛擬機轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，是計算機系統(tǒng)軟件中最為基本的部分。其主要作用是：管理系統(tǒng)資源、合理調(diào)試系統(tǒng)資源、為客戶提供接口等。支撐軟件則是介于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件間的，帶有一定的專門性而又具有普遍性的一類工具軟件。在機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計過程中，使用該軟件，則相關(guān)的應(yīng)用軟件的編制則會更加方便、快速。數(shù)據(jù)庫技術(shù)在CAD系統(tǒng)的應(yīng)用中，占據(jù)主要地位。數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)進入一個新的階段是通過數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生而實現(xiàn)的。在機械的CAD應(yīng)用軟件中，應(yīng)用軟件主要是面向客戶，其對主機的要求和外部設(shè)備的種類、用戶界面、軟件設(shè)計以及軟件規(guī)模等方面都具備自我的特色特點。設(shè)計計算軟件、圖形處理軟件、人機交互軟件等，是機械CAD應(yīng)用軟件中主要包括的軟件。進行機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計，需要進行相應(yīng)軟件的全面分析，從而提高軟件應(yīng)用效率。

2.3堅持系統(tǒng)的選擇原則

在進行機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計過程中，在選擇使用的系統(tǒng)時，需要遵循相關(guān)的選擇原則。如在選用CAD系統(tǒng)時，要明確其主要是對硬件和軟件組成的選擇。在選擇時需要考慮的問題有經(jīng)濟因素對系統(tǒng)選擇的影響、是否能夠?qū)崿F(xiàn)可行的解決具體工程問題、是否能夠充分地利用CAD系統(tǒng)的各類軟件資源、軟件是否具有便于擴充、移植、方便使用、維護簡單以及運行可靠等特點。

系統(tǒng)的選擇對機械的設(shè)計有著較大的影響，所以在系統(tǒng)的選擇時，需要結(jié)合機械設(shè)計的相關(guān)要求，充分考慮其利弊，堅持其相關(guān)的選擇原則。

3 結(jié)束語

綜上所述，機械控制系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展還具有巨大的發(fā)展空間。在進行相關(guān)的機械設(shè)計時，需要結(jié)合具體情況進行相關(guān)問題的分析，正確選擇應(yīng)用系統(tǒng)與軟件進行設(shè)計，提高設(shè)計的效率與質(zhì)量。

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作者簡介

丁心安，1970年9月，男，漢族，碩士，西安思源學(xué)院，工程師，項目管理。