基于Petri网的机电产品概念设计模型研究

摘要

概念设计是机电一体化产品设计过程中的关键阶段。复杂机电产品的概念设计是以多种功能、流及其相互关系为特征的一个设计过程，其中包含多种功能之间的相互关系和相互约束。在概念设计过程中，随着机电产品复杂程度不断提高，需要建立产品功能模型并进行分析以确保其完整性和正确性。 产品的功能设计是概念设计最关键的步骤，在很大程度上决定了设计的产品是否能够满足用户的需求和产品设计的质量。本文应用Petri网对机电产品的概念设计过程进行分析，提出了概念设计网CDPN。针对机电产品设计集机、电、控制一体的特点，应用“黑箱法”原理并结合Petri网理论，根据能量、信息、物料三种流及其状态和产品功能之间的关系建立了CDPN。通过CDPN建立的功能分解模型能够动态分析功能与流之间的关系。该过程模型结合功能分解树图，清楚地描述了功能之间的层次关系，和同一层次功能之间的相互关系。利用CDPN能够对功能模型进行分析和修正，保证概念设计的质量。最后通过对现有产品的事例研究，说明了如何应用CDPN来建立产品的功能模型并进行分析的过程。CDPN不仅能够保证概念设计功能模型的正确性和完整性，还能够直观地表示CDPN中各变量之间的约束关系及特性，更好地揭示功能与流在设计中的动态变化行为。本文提出的概念设计模型具有广泛的适用性，可对产品概念设计中的功能模型进行动态分析与评价，为计算机辅助概念设计系统的实现提供了信息模型。

目录

文摘

英文文摘

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章Petri网理论基础

第三章机电一体化产品功能建模

第四章基于Petri网的功能分解单元模型

第五章CDPN的建立、模型及性能

第六章基于CDPN的复杂机电产品概念设计事例

第七章结束语

致谢

参考文献

在读期间的研究成果