学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大型天线结构协同设计关键技术研究

作　者: 李申
导　师: 段宝岩
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 协同设计产品结构树动态工作流参数传递数据流分析特征集成建模格式描述脚本通用文本解析过程协同
分类号: TN820
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 85次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

作为机电紧密结合的系统，大型天线涉及机械结构、高频电磁场、伺服控制、计算机、制造工艺等多学科领域的研究内容。产品研制过程中需要不同专业设计人员的充分交流、协同，从机械-电磁-控制角度综合考虑问题并优化设计，才能在较短的周期内设计出高质量的产品。为解决大型天线研制过程中存在的设计流程建模复杂、数据传递效率低、协同设计能力差等问题，本文开展了大型天线结构设计过程协同的工作流建模方法和异构系统数据协同方法的研究，主要内容如下：(1)提出了一种基于产品结构树的动态工作流建模方法。首先，在传统的产品结构树中增加了设计流程的节点信息，建立了面向设计流程的产品结构树模型。然后，给出了面向产品设计的流程节点定义形式，引入了抽象节点和动态节点的概念，通过运行时的替换规则与动态节点细化实现设计流程建模的柔性。建立了产品结构树与设计流程模板之间的映射关系。在运行时，当产品结构树变化后，基于流程框架模板实例化算法自动生成产品设计的工作流模型实例。(2)提出了一种面向参数的数据流建模方法。首先，给出数据参数MPara的定义，将数据参数分为基本参数和复杂参数两类，建立了两者之间的映射关系以及参数级的数据传递机制。针对产品设计过程反复迭代的特点，建立了包括节点信息与迭代信息的全息数据版本机制。其次，基于有向图构建了设计流程的参数网络模型，并建立参数与流程节点的映射关系。最后，基于参数网络模型和参数节点映射表，实现了数据流模型中节点数据端口和数据连接的自动生成。(3)针对大型天线结构CAE分析过程中建模困难、效率低的问题，提出了一种基于特征的CAD/CAE集成建模方法。首先，建立工程分析专家的分析特征处理知识库。其次，基于分析规则为零件的CAD模型添加分析特征，通过动态配置CAD模型分析特征处理规则，由程序自动实现模型的简化降维处理和分析特征信息的提取，并在CAE环境下重构其几何模型。最后应用组合结构处理技术，确保网格划分时节点的连续性，并依次对各个分析特征进行网格自动划分，合并后得到产品的有限元网格模型。(4)为了实现产品设计过程中数据参数的自动提取与传递，提出了一种通用文本文件数据解析的方法。基于格式描述脚本中数据块、数据行和数据参数三种语义的应用，定义出需要解析的文本文件的描述脚本，通过实现数据参数解析算法，解析程序只需读入不同的格式脚本，即可实现在统一接口程序下对不同类型文本文件的参数提取功能。(5)设计并实现了大型天线结构设计过程的协同系统。详细描述了系统的模块结构、系统框架及流程设计，最终在该系统中实现了基于流程的设计管理。在系统中对以上方法进行了应用验证，通过15米口径S/Ka频段天线的主设计控制流建模和“反射面、背架与中心体设计”过程的数据流建模的应用，表明工作流与数据流建模方法可以动态生成工作流模型实例，有效缩短建模的时间，提高数据传递效率；通过7.3米口径S/X/Ka三频段天线案例的应用，说明CAD/CAE集成建模方法的有效性；通过对Ansys结果文件与HFSS的信息文件的格式定义与参数提取应用验证，表明了通用文本解析方法对不同文本文件参数解析能力。

全文目录

作者简介  3-4
摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-25
  1.1 研究背景和意义  11-13
  1.2 相关技术研究现状  13-22
    1.2.1 工作流技术  13-19
    1.2.2 CAD/CAE 集成建模技术  19-22
  1.3 论文主要研究工作  22-25
第二章大型天线结构协同设计系统的需求分析  25-37
  2.1 引言  25
  2.2 大型天线结构的设计过程分析  25-29
    2.2.1 大型天线结构设计的工作流程  25-26
    2.2.2 大型天线结构设计的数据流程  26-29
    2.2.3 大型天线结构设计过程的特点  29
  2.3 大型天线系统研制存在的过程协同问题  29-32
  2.4 系统体系框架  32-33
  2.5 系统模块结构  33-35
  2.6 大型天线结构过程协同功能分析  35-36
    2.6.1 面向产品设计的工作流管理  35-36
    2.6.2 面向设计参数的数据流管理  36
  2.7 小结  36-37
第三章基于产品结构树的动态工作流建模方法  37-53
  3.1 引言  37-38
  3.2 基本思想  38-39
  3.3 面向设计流程的产品结构树模型  39-42
    3.3.1 面向流程的产品结构树定义  40-41
    3.3.2 产品结构树实例化  41-42
  3.4 动态流程模板库的构建  42-46
    3.4.1 流程模板定义  42-43
    3.4.2 流程模板节点分类  43-44
    3.4.3 流程模板的动态特性  44-46
    3.4.4 流程模板库体系结构  46
  3.5 产品结构树与流程模板的映射  46-47
  3.6 设计流程实例的构建  47-51
    3.6.1 流程实例定义  47
    3.6.2 流程模板实例化算法  47-49
    3.6.3 动态节点实例流程控制  49-51
  3.7 实例验证  51-52
  3.8 小结  52-53
第四章参数级的产品设计过程数据流建模方法  53-73
  4.1 引言  53
  4.2 工作流模型中的数据  53-55
    4.2.1 数据类型  53-54
    4.2.2 数据源  54-55
  4.3 产品设计过程中数据需求  55-57
    4.3.1 参数级的数据传递  55-56
    4.3.2 可追溯的数据版本  56-57
    4.3.3 异构数据转换  57
  4.4 数据参数网络模型的构建  57-62
    4.4.1 数据参数的定义  57-58
    4.4.2 数据参数分类  58
    4.4.3 数据参数版本定义  58-59
    4.4.4 基于有向图的参数网络模型定义  59-61
    4.4.5 参数网络模型的管理  61-62
  4.5 数据流模型的自动构建  62-67
    4.5.1 基于参数映射的节点数据端口自动生成  63-64
    4.5.2 基于参数网络模型的数据连接自动生成  64-67
  4.6 实例验证  67-71
  4.7 小结  71-73
第五章异构系统数据协同的关键技术  73-97
  5.1 引言  73-74
  5.2 基于特征的 CAD/CAE 集成建模技术  74-88
    5.2.1 现有 CAE 建模方式存在的问题  74-75
    5.2.2 CAD/CAE 集成建模方案  75-76
    5.2.3 基于规则的分析特征处理  76-83
    5.2.4 基于分析特征的网格模型自动生成  83-87
    5.2.5 CAD/CAE 集成建模应用实例  87-88
  5.3 通用文件数据解析技术  88-94
    5.3.1 基本思想  88-89
    5.3.2 文件结构分析  89-91
    5.3.3 数据参数解析算法  91-92
    5.3.4 格式描述脚本  92-94
    5.3.5 通用解析技术实例验证  94
  5.4 小结  94-97
第六章大型天线结构过程协同系统设计与实现  97-111
  6.1 引言  97
  6.2 过程协同系统模块结构  97-99
  6.3 系统框架与流程设计  99-102
    6.3.1 系统框架结构  99-100
    6.3.2 系统数据流程  100-102
    6.3.3 系统工作流程  102
  6.4 基于流程的设计  102-105
  6.5 工程案例应用  105-110
    6.5.1 流程模板库的构建  105-107
    6.5.2 流程实例运行  107-109
    6.5.3 应用效果分析  109-110
  6.6 小结  110-111
第七章总结与展望  111-115
  7.1 工作总结  111-112
  7.2 研究展望  112-115
致谢  115-117
参考文献  117-131
攻读博士学位期间的研究成果  131-133

大型天线结构协同设计关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文