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基于键图本体的产品概念设计过程建模

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摘要

随着社会的不断发展和进步，产品的市场竞争也越来越激烈，人们都在寻求一种创新理念和设计方法来改进产品的质量和功能，以此来满足更多用户的需求，在这一形势的推动下，人们也越来越意识到产品上游设计环节的重要性。产品的设计过程主要由三个部分组成，即阐明任务、概念设计和详细设计，其中概念设计是一个产品设计过程中的关键部分，它不仅决定着产品后期的详细设计而且还间接决定产品的性能、功能和成本等。概念设计主要是确定出满足用户要求的产品物理方案，在概念设计阶段所产生的缺陷在后期设计中是无法改善和弥补的，因此一种有效的概念设计方法实施对产品的开发起着至关重要的作用。
　　 在本文中主要提出一种基于键图本体的产品概念设计方法，该方法采用键合图本体来描述系统模型，通过遗传编程对系统模型进行优化，经过后期的仿真评价再确定出我们所需要的理想方案。
　　 本文的研究内容主要包括以下四个方面：
　　 1.通过了解概念设计的重要性及现有概念设计方法存在的不足提出了本文的研究内容——键图本体的概念设计过程建模方法，在此基础上对键合图的基本概念及原理做了详细的描述，包括键合图的增广及状态方程转换方法。
　　 2．运用本体和键合图相结合的方法来建立键图本体知识库，该本体主要是针对机电一体化产品设计领域所构建，通过自然语言描述及本体框架形式表示出来。对键图本体库里的键合图实例信息可以采用基于遗传编程的方法来进行进化，通过对胚胎键合图模型进行交叉和变异即可产生新的键合图模型，经过后期的仿真评价即可得到我们所需要的最佳模型方案。
　　 3.运用VC++与MATLAB 仿真软件结合的方式开发出键合图自动仿真软件，其中主要包括键合图编辑模块、自动检查模块、自动转换模块和仿真模块，这将大大方便设计人员对模型的评价过程。
　　 4.设计实例--动脉嵌入式药液供给装置，着重分析装置内的伺服阀结构及工作原理，建立它的键合图模型并进行动态分析；给定装置结构不同的参数值并进行仿真，通过分析仿真结果得出最佳参数值。

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