机械控制系统的计算机辅助设计探析

摘要：随着我国机械自动化的快速发展，机械控制系统的计算机辅助技术越来越被重视，同时机械控制系统的普及，以其具备的强大优点和经济效益逐渐得到了相关机械行业人士的认同。

关键词：机械  控制系统  计算机辅助设计  特点  策略探析  应用

引言

在科技技术飞速发展的背景下，我国许多工业生产、日常生产中，一些先进的生产技术已经逐渐渗透在生产车间中，产品的生产率得到了有效提高，同时也给人们的日常生活提供了许多便利。总而言之，新技术随着科技技术的不断革新而持续涌出，在实际的生产工作中，机械控制系统的重要作用不言而喻。

1 机械控制系统的相关概述与特点

1.1机械控制系统计算机辅助设计技术的发展叙述

在机械控制系统辅助设计技术的发展早期，可以直接通过笔纸工具等简单容易地计算出来。如1942年在Ziegler和Nichols的辅助设计中，可以非常容易地通过提出的PID经验公式的计算而设计出来。但是随着机械控制系统不断地快速的发展，对于机械控制的效果、效率相关要求越来越高，其控制辅助设计的算法也变得极为复杂，控制器的设计越来越困难，已经无法再也通过纸和笔以及计算器等运算工具进行简单的运算而得到预期的效果。此时，根据计算机时代发展的趋势分析，计算机的应用成功地进入控制系统的辅助设计技术中，从而出现了机械控制系统的计算机辅助设计技术。

在机械控制系统的计算机辅助设计技术的发展过程中，倍受国际中相关技术研发专家的关注。至目前，机械控制系统的计算机辅助设计技术的发展已经向最高水平趋近，。在1982年12月和1984年12月，在国际上控制领域最权威的IEEEE控制系统学会和控制系统杂志的科研报告集中，分别都进行了CACSD专刊的第一次出版，同时美国著名的学者也在1985年和1992年出版了著作，充分显示了CACSD领悟的最新发展进程。在近三十年机械控制系统计算机辅助设计技术的发展中，有许多相关的优秀计算机应用软件不断涌出，促进了机械控制系统的计算机辅助设计技术的发展，在国际控制领悟中被广泛使用的计算软件就达到了几十种。而在MATLAB需要出现后，便成了机械控制领域中，备受学生和研究者欢迎的通用计算机语言，同时成为了控制领域中最流行、最有影响的计算机通用语言，成长了控制领域学者和研究者的首选。

1.2计算机辅助设计相关概述以及特点

计算机辅助设计简称CAD，主要是以计算机作为主要的手段，产生各种数字和图形信息，并结合这些信息对产品进行设计的一种新兴技术。它能完成人脑难以承担的各种复杂的设计任务。在不断发展的技术中，计算机的硬件、软件在不断更新，CAD能够完成的设计任务的复杂性也在不断提高。

计算机辅助设计技术是在近20多年内快速发展起来的一种综合性计算机应用技术，并随之渗透到各个领域的工程技术之中，日益向所涉及的领悟的深处发展，CAD的覆盖率在计算机技术的发展应用领域中，已经达到了60%。CAD是一种高智力、知识密集型的高新技术。其具备更新速度快、综合性强、效益高、初始投資大等特点。它是当前国际科技领悟发展的前沿课题，同时也是计算机集成化制造系统的主要核心技术的基础之一。

2 机械控制系统的计算机辅助设计策略探析

2.1明确机械控制系统设计的基本过程

计算机辅助设计技术的应用中，我们首先需要明确工程设计的性质，工程设计是一种明确目标问题，而“面向目标问题进行求解的活动”。机械设计也相同，其基本过程都为：设计问题的定义、资料检索、创造性构思综合、分析优化、模拟评价、绘图与编制文件等。该设计过程是一个通过交互方式进行的反复过程。

首先，设计问题的定义是指，在进行设计前，根据用户所提的要求或者产品研发的市场调查结果，进行设计目标的确定;资料检索阶段的主要内容是进行各种参考数、数据、标准等相关资料的搜索查询;所谓的创造性构思综合是指，设计者进行同类产品的设计进行类比或者以自己的设计经验作为依据进行构思、拟订出产品设计的初步方案或者结构草图;分析优化是指，在前几个步骤完成后，进行多次反复的设计分析、综合比较，选定在经济性、工艺性以及可靠性等多个方面都比较合理完善的方案，最后进行设计图的绘制和相关技术文件的编制。通过人工完成的机械设计，难以达到最佳的设计水平与预期效果。在凭经验设计、类比或估算等设计过程中，会存在计算失误的情况，不得不进行较大的安全系数的取值，这会造成材料消耗增大的情况，难以代替精确设计计算，所以计算机辅助设计技术的发展是必要的。同时在计算机辅助设计过程中，需要明确设计步骤，通过合理精确的计算软件进行计算，提高设计效率。

2.2进行CAD系统的软件应用探析

在机械控制系统的计算机辅助设计过程中，需要应用到CAD系统，在CAD系统硬件确定后，只是为该系统的作业过程提供了基础的工具，要实现CAD系统的作业过程，还需要进行相应软件的配备。CAD系统通过内容分类为：操作系统、支撑软件、数据库以及应用软件。其中，操作系统是用来控制和管理系统资源，为客户提供使用便利而进行裸机与虚拟机转换的系统，是计算机系统软件中最为基本的部分。其主要作用是：管理系统资源、合理调试系统资源、为客户提供接口等。支撑软件则是介于系统软件和应用软件间的，带有一定的专门性而又具有普遍性的一类工具软件。在机械控制系统的计算机辅助设计过程中，使用该软件，则相关的应用软件的编制则会更加方便、快速。数据库技术在CAD系统的应用中，占据主要地位。数据库管理技术进入一个新的阶段是通过数据库的产生而实现的。在机械的CAD应用软件中，应用软件主要是面向客户，其对主机的要求和外部设备的种类、用户界面、软件设计以及软件规模等方面都具备自我的特色特点。设计计算软件、图形处理软件、人机交互软件等，是机械CAD应用软件中主要包括的软件。进行机械控制系统的计算机辅助设计，需要进行相应软件的全面分析，从而提高软件应用效率。

2.3坚持系统的选择原则

在进行机械控制系统的计算机辅助设计过程中，在选择使用的系统时，需要遵循相关的选择原则。如在选用CAD系统时，要明确其主要是对硬件和软件组成的选择。在选择时需要考虑的问题有经济因素对系统选择的影响、是否能够实现可行的解决具体工程问题、是否能够充分地利用CAD系统的各类软件资源、软件是否具有便于扩充、移植、方便使用、维护简单以及运行可靠等特点。

系统的选择对机械的设计有着较大的影响，所以在系统的选择时，需要结合机械设计的相关要求，充分考虑其利弊，坚持其相关的选择原则。

3 结束语

综上所述，机械控制系统的计算机辅助设计技术的发展还具有巨大的发展空间。在进行相关的机械设计时，需要结合具体情况进行相关问题的分析，正确选择应用系统与软件进行设计，提高设计的效率与质量。

参考文献

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作者简介

丁心安，1970年9月，男，汉族，硕士，西安思源学院，工程师，项目管理。