導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1CAD技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的重要性

CAD三維技術(shù)能大幅減少農(nóng)業(yè)機(jī)械軟件設(shè)計(jì)所需要花費(fèi)的時(shí)間，提高產(chǎn)品的工作效率，并且能給予農(nóng)業(yè)機(jī)械軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量更高的保障。利用CAD技術(shù)使得機(jī)械結(jié)構(gòu)的各個(gè)部門合作更加緊密和流暢。在農(nóng)業(yè)機(jī)械軟件設(shè)計(jì)中融入CAD技術(shù)的具體優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩方面:一是使得零件設(shè)計(jì)更加方便。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法只能單獨(dú)對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致零件之間常常因?yàn)閰f(xié)調(diào)差而出現(xiàn)故障。而CAD技術(shù)能夠在虛擬的環(huán)境下對(duì)零件進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，能對(duì)零件周邊設(shè)計(jì)失誤處進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)回放方式迅速查找錯(cuò)誤源;二是大大縮短了農(nóng)業(yè)機(jī)械軟件設(shè)計(jì)的周期。CAD技術(shù)屬于目前軟件設(shè)計(jì)比較先進(jìn)的、操作性強(qiáng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，在對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)，能在保留原有機(jī)械軟件設(shè)計(jì)信息基礎(chǔ)上進(jìn)行局部的創(chuàng)新和修改，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)所浪費(fèi)的時(shí)間和精力。

2基于CAD技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的形成

2.1軟件工具

我們經(jīng)常會(huì)使用3DMAX、Solidworks、Pro/E等軟件來(lái)進(jìn)行建模，這些軟件一般具有很強(qiáng)的零件裝配以及運(yùn)動(dòng)模擬功能，能夠輕松地構(gòu)建出模具機(jī)構(gòu)的三維動(dòng)畫效果圖。在實(shí)際軟件設(shè)計(jì)中不管采用哪種軟件來(lái)建模，都需要考慮到后期動(dòng)畫制作的軟件接口問題。在計(jì)算機(jī)軟件的程序接口方面，包括圖形程序接口統(tǒng)稱為API，結(jié)合目前軟件圖形技術(shù)的特點(diǎn)，本軟件選擇發(fā)展迅速、功能齊全、操作方便的DirectX來(lái)作為軟件設(shè)計(jì)圖像技術(shù)平臺(tái)。農(nóng)業(yè)機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)工具主要有程序語(yǔ)言和對(duì)已有的應(yīng)用軟件進(jìn)行二次開發(fā)這兩種方式。我們?cè)趯?shí)際操作中，由于使用程序語(yǔ)言比較靈活，成本控制較為簡(jiǎn)單，選擇范圍較大，故而本軟件采用可視化程序語(yǔ)言VB來(lái)實(shí)施。在機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)方面采用XNL技術(shù)，避免解析文件格式帶來(lái)的麻煩，為下一步工作提供便利。

2.2軟件結(jié)構(gòu)

依據(jù)軟件設(shè)計(jì)的目標(biāo)、內(nèi)容，可以確定出軟件結(jié)構(gòu)流程。從CAD圖紙到3DMAX建模再到中間的數(shù)據(jù)分析和校核，形成一個(gè)有效的軟件流程。另外還要包括3D組件完備的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。

2.3軟件制作

在“部件”場(chǎng)景使用方面可以采用樹控件方式實(shí)現(xiàn)，可以在控件內(nèi)直接選擇各部門的內(nèi)容，在控件右上方進(jìn)行圖形顯示，在控件下方進(jìn)行各個(gè)參數(shù)的修改，對(duì)于3D圖形現(xiàn)實(shí)以及動(dòng)畫都能夠采用Di-rect3D技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于文件系統(tǒng)采用XML文件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣使得軟件實(shí)際性能發(fā)揮較好。此外，考慮到計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的特征，可以針對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行參數(shù)直接輸入設(shè)定。首先，在3D圖形顯示窗口可以采用點(diǎn)擊的方式選擇部件，當(dāng)出現(xiàn)子部件時(shí)可以根據(jù)各個(gè)子部件虛擬出一個(gè)可以在導(dǎo)航窗口中選擇并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的基本部件;其次，為了實(shí)現(xiàn)軟件組件化和簡(jiǎn)便化，提高軟件的可操作性和反復(fù)使用，在軟件中3D部分設(shè)計(jì)一個(gè)通用的基于Direct3D的3D控件。再者，使用隨想表達(dá)式計(jì)算類庫(kù)來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)公式的解析使用。隨想表達(dá)式計(jì)算控件能夠幫助用戶程序構(gòu)建出解算效能的DLL系列組件，從而提高程序的可伸展性。目前隨想表達(dá)式計(jì)算類庫(kù)支持將近120種函數(shù)以及單行表達(dá)式計(jì)算和自定義變量表達(dá)式分部計(jì)算的功能，還具有較強(qiáng)的自動(dòng)檢測(cè)和修改錯(cuò)誤的能力。最后，軟件系統(tǒng)可以采用DOM技術(shù)來(lái)對(duì)XML文檔進(jìn)行解析和操作，DOM技術(shù)能將XML文檔繼續(xù)南行結(jié)構(gòu)信息的樹形構(gòu)建，將文檔的頂端看作跟點(diǎn)，構(gòu)成元素看作節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都存在可以交互的對(duì)象，DOM能找到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)元素對(duì)應(yīng)的屬性關(guān)系和存儲(chǔ)內(nèi)容，將一個(gè)XML文檔快速轉(zhuǎn)換成程序中的一個(gè)對(duì)象集合，從而實(shí)施任意操作。同時(shí)，也可以對(duì)于DOM樹下的XML文檔采用XPath進(jìn)行識(shí)別和匹配，然后在對(duì)文檔的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進(jìn)行訪問與更新。

3基于CAD技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的優(yōu)點(diǎn)

3.1虛擬組裝

在原始二維AutoCAD上進(jìn)行三維建模需要進(jìn)行DXF文件格式得轉(zhuǎn)化，然后輸入到3DMAX中。農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方式可以利用運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行設(shè)定，比如齒輪部件可以通過(guò)在“運(yùn)動(dòng)軌跡定義”后輸入軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方程來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的調(diào)整。

3.2動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)

Direct3D可以采用直接截取動(dòng)畫和關(guān)鍵幀動(dòng)畫兩種方式來(lái)提供高質(zhì)量的動(dòng)畫。實(shí)現(xiàn)直接截取動(dòng)畫需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的移動(dòng)回調(diào)函數(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫的有效截取。關(guān)鍵幀動(dòng)畫功能在IDi-rect3DRM3接口中可以找到，通過(guò)應(yīng)用程序代碼創(chuàng)建動(dòng)畫對(duì)象，然后設(shè)置旋轉(zhuǎn)、定位以及縮放鍵來(lái)控制動(dòng)畫對(duì)象。

3.3動(dòng)畫仿真

在對(duì)軟件結(jié)構(gòu)中得每一個(gè)組件和部件完成設(shè)置后便可以進(jìn)入仿真頁(yè)面。通過(guò)仿真頁(yè)面的輸出窗口可以觀察到整個(gè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)情況，可以隨意的調(diào)整觀察角度從而分析機(jī)械的運(yùn)動(dòng)情況。同時(shí)在仿真頁(yè)面的數(shù)據(jù)顯示欄目，能夠隨時(shí)選定部件數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)輸入，從而做到對(duì)部件運(yùn)動(dòng)的及時(shí)監(jiān)控和分析。

4應(yīng)用建議

篇2

關(guān)鍵詞： 項(xiàng)目教學(xué)法 機(jī)械設(shè)計(jì)軟件CAD/CAXA課程 實(shí)際應(yīng)用

工程科學(xué)跨領(lǐng)域發(fā)展，各學(xué)科交叉覆蓋互通，機(jī)械學(xué)科是工程學(xué)科中難以撼動(dòng)的基礎(chǔ)學(xué)科。機(jī)械設(shè)計(jì)制造更是機(jī)械專業(yè)的重中之重，機(jī)械設(shè)計(jì)軟件CAD/CAXA課程的開設(shè)，生動(dòng)了課堂計(jì)算機(jī)教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和直觀實(shí)踐性，使學(xué)生直接面對(duì)屏幕的圖形圖像，為傳統(tǒng)意義上的機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)提供了更加精確的模擬和實(shí)踐。因此，我們要抓住機(jī)遇銳意改革，積極探索項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計(jì)軟件CAD/CAXA課程中的應(yīng)用，培養(yǎng)實(shí)際掌握CAD/CAXA技能的專業(yè)人才，使其成為具有專業(yè)繪圖知識(shí)、技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、零距離上崗的技術(shù)應(yīng)用型人才。我校機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)工作也始終圍繞這個(gè)目標(biāo)開展，在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索突出“能力培養(yǎng)”的模式，積極采用“項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)法”。對(duì)CAD/CAXA課程采取項(xiàng)目教學(xué)法，可突出體現(xiàn)以“學(xué)生為主體”、“培養(yǎng)能力為基石”、“就業(yè)崗位為教學(xué)向?qū)А保嘏囵B(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的教育之本，達(dá)到優(yōu)異的教學(xué)效果。

一、對(duì)傳統(tǒng)中等職業(yè)教育教學(xué)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的突破

多年以來(lái)傳統(tǒng)中等職業(yè)教育遵循的教學(xué)原則是以文化基礎(chǔ)課為主體，在此基礎(chǔ)上教授專業(yè)課基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)方式多為灌輸學(xué)生實(shí)體固化知識(shí)，強(qiáng)調(diào)文化科目與專業(yè)科目知識(shí)理論為主體，側(cè)重知識(shí)的科學(xué)性、系統(tǒng)性，課堂教學(xué)以新舊知識(shí)之間的聯(lián)系為主體，主攻識(shí)記，強(qiáng)調(diào)以教學(xué)、教材、教師為中心，重理論、輕實(shí)踐，理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，忽視對(duì)學(xué)生能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)，造成畢業(yè)生上崗后職業(yè)素質(zhì)偏低，實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)力差，無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)需求，所以對(duì)傳統(tǒng)中等職業(yè)教育模式進(jìn)行改革迫在眉睫。

項(xiàng)目教學(xué)法“既引導(dǎo)行為在過(guò)程中實(shí)踐得到并掌握知識(shí)”，由德國(guó)著名教育學(xué)家提出，其核心重點(diǎn)就是針對(duì)學(xué)生的關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，關(guān)鍵能力指任何職業(yè)需要的不斷適應(yīng)飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)所需要的一種綜合職業(yè)能力。項(xiàng)目教學(xué)法促使學(xué)生更加及早地接觸到工作中遇到的問題并運(yùn)用已有的知識(shí)共同解決，此種方法注重學(xué)生的分析能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、綜合概括能力、動(dòng)手能力等綜合能力，并且極大地拓展了學(xué)生思考問題的深度、廣度，對(duì)中等職業(yè)學(xué)生有很大的針對(duì)性，強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，受到廣大師生的廣泛好評(píng)。在不斷積極進(jìn)取不斷創(chuàng)新改革的教學(xué)模式探索中，“項(xiàng)目教學(xué)法”已逐漸取代傳統(tǒng)的“理論教育為基礎(chǔ)”的行為感官學(xué)習(xí)理論模式，成為中等職業(yè)教育專業(yè)科目教學(xué)創(chuàng)新積極探索追求的新教學(xué)法。

二、“項(xiàng)目式教學(xué)”模式在機(jī)械設(shè)計(jì)軟件CAD/CAXA課程中的實(shí)際應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)CAD/CAXA制造工程師課是一門理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，在教學(xué)中，需要理論和實(shí)踐相結(jié)合，理論教學(xué)為依據(jù)指導(dǎo)上機(jī)實(shí)習(xí)教學(xué)，通過(guò)實(shí)習(xí)上機(jī)教學(xué)加深對(duì)理論知識(shí)的理解吸收，教師需要處理好理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)習(xí)教學(xué)的互助關(guān)系。在理論與實(shí)踐的教學(xué)中，積極鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，做到項(xiàng)目式教學(xué)，衍生項(xiàng)目式解決，延伸出解決工程過(guò)程，掌握工程的概念性。機(jī)械設(shè)計(jì)CAD/CAXA制造工程師課作為軟件課程，理論知識(shí)比較抽象，例如繪制三維實(shí)體造型，傳統(tǒng)模式教學(xué)從二維到三維再到二維，對(duì)于復(fù)雜造型學(xué)生空間想象能力差，思維和學(xué)習(xí)起來(lái)非常吃力。通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)，直接上機(jī)實(shí)踐面向CAD/CAXA三維立體軟件，對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)體模型的演示和繪制，可以使學(xué)生快速、直觀、形象生動(dòng)、靈活地學(xué)習(xí)理解掌握軟件和所學(xué)模型繪制。CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)制造突破參數(shù)化造型在曲面和復(fù)雜性方面造型受到的限制，適合于初學(xué)學(xué)生。而基礎(chǔ)差的學(xué)生，學(xué)習(xí)理論和知識(shí)時(shí)特別吃力，但對(duì)上機(jī)操作繪制很感興趣，熱情很高，教師應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo)、揚(yáng)長(zhǎng)避短、精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生上機(jī)操作的實(shí)際技能培養(yǎng)。例如繪制實(shí)際工程中常用零件模型，若采用傳統(tǒng)“教師講學(xué)生聽”的教學(xué)模式，就不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，且學(xué)生也記不住理論知識(shí)，課后若換類似的課題，學(xué)生依然不能憑己之力解決。所以，在上述情況下應(yīng)該提高學(xué)生上機(jī)操作面對(duì)繪制實(shí)際模型自己動(dòng)腦分析解決的能力，我采用“項(xiàng)目式教學(xué)法”引導(dǎo)學(xué)生掌握并解決實(shí)際問題?！绊?xiàng)目式教學(xué)法”是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整項(xiàng)目的工作過(guò)程，起到教學(xué)活動(dòng)和引導(dǎo)行為的作用，教師主導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)作用，師生共同組成項(xiàng)目小組進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。其具體過(guò)程如下：

1.確定項(xiàng)目任務(wù)

項(xiàng)目教學(xué)法的課前準(zhǔn)備工作是首要環(huán)節(jié)，即啟發(fā)學(xué)生充分發(fā)揮自身的自主能力。我和學(xué)生一起討論、解決、拓展問題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所掌握的軟件命令進(jìn)行創(chuàng)新性正確的設(shè)計(jì)：繪制三維實(shí)體零件模型。這樣學(xué)生就成為教學(xué)中的主角，而我則轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)者、教學(xué)的服務(wù)者。首先確定任務(wù)：上機(jī)應(yīng)用CAXA制造工程師繪制出課例“連桿的實(shí)體造型”。明確任務(wù)后，學(xué)生提出相應(yīng)問題：“如何選擇建立坐標(biāo)面？如何選擇構(gòu)造基準(zhǔn)面？如何安排命令順序？”在學(xué)生繪圖時(shí)，教師需適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生：繪制實(shí)體模型時(shí)先選擇正確的坐標(biāo)面，再繪制線框造型和實(shí)體造型，也可以采用不同的順序來(lái)繪制，但應(yīng)采用更好、更合適、更符合標(biāo)準(zhǔn)的方式繪制，這樣學(xué)生就會(huì)主動(dòng)積極地查資料動(dòng)腦筋，互相討論，其興趣高漲，課堂氣氛活躍。

2.制訂計(jì)劃

上機(jī)繪制“連桿的實(shí)體造型”實(shí)體模型有其實(shí)際問題，“連桿的實(shí)體造型”的細(xì)節(jié)需要細(xì)心繪制，每個(gè)步驟的繪制都需要很多命令互相組合，命令先后順序不同會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，正確的繪制結(jié)果需要細(xì)心才能做到。我并不急于告訴學(xué)生，而是讓他們自己介紹繪制“連桿的實(shí)體造型”的思路，運(yùn)用和安排命令的順序，部分學(xué)生繪制的三維模型大體看著像樣，細(xì)一看錯(cuò)誤百出；有的學(xué)生雖然有明顯的錯(cuò)誤，但是繪制過(guò)程方法和順序很大膽、創(chuàng)新，想出了新的繪制方法和命令組合，這種情況下就要表?yè)P(yáng)這些學(xué)生，鼓勵(lì)他們主動(dòng)介紹自己的繪制過(guò)程和想法。這些學(xué)生介紹繪圖思路時(shí)，語(yǔ)言流暢、思維敏捷，博得了同學(xué)們的陣陣掌聲，同時(shí)又調(diào)動(dòng)了其主觀積極性。學(xué)生們?cè)谶@種氛圍下都急于知道自己繪制的“連桿的實(shí)體造型”是否合格，于是我適時(shí)給予正確的評(píng)價(jià)。在這樣輕松愉快的氣氛下，我講解了幾種正確的繪制思路，再把兩種標(biāo)準(zhǔn)順序教給學(xué)生，然后學(xué)生們對(duì)照自己繪制的“連桿的實(shí)體造型”，細(xì)心找出錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)問題并且互相討論、互相指導(dǎo)、互相幫助以修改自己的實(shí)體模型。這樣，學(xué)生手腦并用、積極思維，互相學(xué)習(xí)，既學(xué)到了知識(shí)、加深了印象，也提高了語(yǔ)言表達(dá)能力，鍛煉了社交能力。

3.實(shí)施計(jì)劃

根據(jù)實(shí)際情況、學(xué)校設(shè)備配備，按照學(xué)生們自己繪制和設(shè)計(jì)的三維連桿實(shí)體造型在CAXA制造工程師中先導(dǎo)出全部完成的命令行，再判斷命令順序正確與否，然后根據(jù)設(shè)備配備，可以將命令行導(dǎo)入仿真系統(tǒng)部分，在計(jì)算機(jī)上演示學(xué)生自己繪制好的三維連桿實(shí)體造型的加工過(guò)程；有數(shù)控機(jī)床的直接將CAXA命令行導(dǎo)入進(jìn)行塑料工件加工。這時(shí)問題出現(xiàn)了，為什么加工到一半時(shí)學(xué)生們繪制的實(shí)體模型就加工不出來(lái)？為什么數(shù)控機(jī)床的刀具不按CAXA里設(shè)計(jì)的程序走？為什么加工零件有的地方和CAD/CAXA里設(shè)計(jì)的模型相同而有的地方卻與繪制的模型完全不同？我適時(shí)插入話題，講解在繪制三維連桿實(shí)體造型，初期應(yīng)牢記命令行，掌握好命令行指令的運(yùn)用，只有把基礎(chǔ)打好，將各個(gè)命令行指令熟記在心中加上細(xì)心繪制實(shí)體模型才能杜絕上述現(xiàn)象發(fā)生。這樣，學(xué)生們重新繪制，有的學(xué)生一次就改正了，繪制好的三維連桿實(shí)體造型程序直接在數(shù)控機(jī)床上加工出了正確的模型。對(duì)于仍存在錯(cuò)誤的學(xué)生，敦促其反復(fù)糾正、細(xì)心修改繪制的三維實(shí)體造型，讓其互相討論、互相檢查，直到最后全部正確，再加工出模型。繪制正確加工完成后，學(xué)生們都笑容滿面，因?yàn)橥ㄟ^(guò)項(xiàng)目式教學(xué)，學(xué)生憑借自己的能力繪制實(shí)體造型，自己動(dòng)手加工零件，所以每個(gè)學(xué)生都充滿自信心。

4.檢查評(píng)估

繪制三維連桿實(shí)體造型加工完畢后，首先由學(xué)生開展自我評(píng)估，在評(píng)估中，有的學(xué)生思路清晰，對(duì)如何編排命令指令順序、如何繪制三維連桿實(shí)體造型、如何找出加工錯(cuò)誤，都能侃侃而談；有的學(xué)生能繪制出實(shí)體模型，但存在錯(cuò)誤自己找不出，或者找出不會(huì)改，或者改了加工后仍然出錯(cuò)；還有的學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)命令行仍然存在誤區(qū)。遇到這些情況我就和學(xué)生一起再重復(fù)操作一遍，耐心找出錯(cuò)誤，然后告訴學(xué)生正確的修改方法。通過(guò)自我評(píng)估，教師應(yīng)該首先肯定學(xué)生的成績(jī)，然后講解正確的繪制過(guò)程，拓展其他正確的繪制方法，且介紹為什么可以這樣選擇，最后給出兩個(gè)參考答案，并指出初學(xué)者繪制三維連桿實(shí)體造型時(shí)易出錯(cuò)的命令。

5.拓展引申課題

三維連桿實(shí)體造型課例繪制結(jié)束后，提醒學(xué)生：你們觀察和課例相近的零件與三維連桿實(shí)體造型課例細(xì)節(jié)部分有什么不同？同一類零件繪制要注意什么？通過(guò)互相比照各自繪制的實(shí)體造型，他們發(fā)現(xiàn)了問題，然后不斷思考、不停發(fā)問，啟發(fā)思考的目的達(dá)到了，再告訴學(xué)生，這是下節(jié)課要介紹的內(nèi)容，他們就會(huì)自己主動(dòng)先翻書查看，通過(guò)這種方式，既解決了當(dāng)堂的教學(xué)內(nèi)容，又為下節(jié)課做了鋪墊，提高了學(xué)生的求知欲，使他們由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，充分提高了教學(xué)效果。

篇3

【關(guān)鍵詞】機(jī)械課程設(shè)計(jì) 三維建模軟件 設(shè)計(jì)能力

1三維建模設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，三維建模軟件在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，使機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段都發(fā)生了很大的變化。設(shè)計(jì)者可以在計(jì)算機(jī)、手機(jī)等多媒體設(shè)備上展示產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)方案，比打開圖紙更直觀、方便。面對(duì)這些變化，高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的能力培養(yǎng)提出了很多新的要求。教師樹立新的教育質(zhì)量觀念，適時(shí)地引入三維設(shè)計(jì)軟件等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革，為將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)出適應(yīng)科技發(fā)展和社會(huì)需求的高質(zhì)量機(jī)械類人才。

2三維建模設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械課程設(shè)計(jì)應(yīng)用的特點(diǎn)

機(jī)械課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)思維和設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生在本科階段重要的理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)階段。課程設(shè)計(jì)能夠培養(yǎng)學(xué)生圖形表達(dá)能力、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)能力、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程問題的能力。

在以前機(jī)械課程設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的二維繪圖貫穿課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生二維作圖技巧和熟悉程度會(huì)有很大的提高。但有一部分學(xué)生抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重，沒有認(rèn)真地思考其表達(dá)方法，直到課程設(shè)計(jì)最后結(jié)束，也完全沒有一點(diǎn)設(shè)計(jì)思維，其教學(xué)手段已明顯落后于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)工科學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的要求。在課程設(shè)計(jì)中引入三維建模過(guò)程，就迫使學(xué)生了解被設(shè)計(jì)的設(shè)備的每個(gè)零件的結(jié)構(gòu)和功能，了解裝配時(shí)零件間的裝配關(guān)系，若裝配不正確軟件會(huì)有提示。通過(guò)對(duì)設(shè)備零件的建模和裝配，使設(shè)計(jì)者對(duì)整個(gè)設(shè)備有一個(gè)更加直觀，更加深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)于有運(yùn)動(dòng)要求的，可檢驗(yàn)其運(yùn)動(dòng)是否達(dá)到要求，如果發(fā)現(xiàn)問題可以及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，這樣就避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后，才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。設(shè)備裝配體完成以后，可以自動(dòng)生成裝配體工程圖，零件序號(hào)也是按零件裝配的順序自動(dòng)生成。這樣可以讓課本的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的建模過(guò)程中，不僅讓學(xué)生加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)三維建模軟件的學(xué)習(xí)，還鍛煉了以科研項(xiàng)目的方式解決技術(shù)問題的能力。

3基于三維建模軟件平臺(tái)機(jī)械課程設(shè)計(jì)實(shí)例

在課程設(shè)計(jì)之初，首先要明確本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)、以及要將解決的問題。

3.1設(shè)計(jì)任務(wù)

根據(jù)給定工作條件，設(shè)計(jì)一級(jí)斜齒輪減速器，應(yīng)用三維建模軟件完成斜齒輪減速器裝配圖和一份設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

3.2課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選擇電機(jī)的類型和功率，對(duì)減速器的軸、齒輪等主要零件進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。

3.3對(duì)零件進(jìn)行三維建模

根據(jù)箱體的二維草圖，利用【拉伸】命令，構(gòu)造箱體大體，在點(diǎn)擊【圓角】、【抽殼】、【筋】等編輯命令完成斜齒輪的上箱體圖（1）和下箱體圖（2）三維建模。

圖（1） 圖（2）

利用SolidWorks 的插件GearTrax生成各種齒輪模型。根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，選擇斜齒，輸入齒輪的模數(shù)、齒數(shù)，鍵入齒輪寬度、齒面厚。點(diǎn)擊完成，插件自動(dòng)將成型的齒輪導(dǎo)入SolidWorks中，完成齒輪建模。齒輪的大體建模后，通過(guò)【拉伸切除】、【倒角】等命令修改齒輪，最后得到成型齒輪圖（3）。利用 【旋轉(zhuǎn)】、【倒角】等命令完成軸圖（4）的建模。

圖（3） 圖（4）

學(xué)生通過(guò)必須細(xì)致地分析和研究，才能完成零件行三維建模。這樣的過(guò)程不僅加強(qiáng)三維軟件學(xué)習(xí)，而且對(duì)零件的每個(gè)部分的結(jié)構(gòu)有更深一步的理解。

3.4進(jìn)行裝配和干涉檢查

使用模板創(chuàng)建一個(gè)組件文檔，選擇添加元件按鈕，選擇零件，并選擇約束關(guān)系，進(jìn)行裝配。改變某個(gè)零件的基本尺寸，進(jìn)行干涉檢查，這樣會(huì)讓學(xué)生加深理解各零件之間的配合關(guān)系。

3.5編寫技術(shù)說(shuō)明書

4結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械課程設(shè)計(jì)過(guò)程中引入三維軟件，能使整個(gè)過(guò)程更具靈活性，從而激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性。提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少工作量，提高效率，培養(yǎng)了學(xué)生三維建模軟件的應(yīng)用能力，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。綜上所述，筆者認(rèn)為在機(jī)械課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維建模軟件是教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛文武.基于Solidworks 三維建模的機(jī)械測(cè)繪課程設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，2007，（6）27-29.

篇4

關(guān)鍵詞：SolidWorks；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

SolidWorks是智能型的CAD/CAE/CAM軟件，其特征造型與參數(shù)化功能非常強(qiáng)大，可以十分方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的三維實(shí)體造型、裝配及工程圖生成，所以在工程行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。

SolidWorks軟件的主要特點(diǎn)有：（1）提供了直接繪制三維草圖的功能，在友好的用戶界面下，像繪制線架圖一樣不再局限于平面，而是可以在空間直接畫草圖。此外，3D草圖還可作為裝配環(huán)境下的布局草圖進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。（2）提供了動(dòng)畫功能，可以生成實(shí)體裝配過(guò)程、爆炸過(guò)程、運(yùn)動(dòng)過(guò)程的動(dòng)畫文件，同時(shí)也可生成各個(gè)過(guò)程的組合動(dòng)畫文件。（3）提供了友好的界面。圖形菜單設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明快，形象化，一看便知。系統(tǒng)的所有參數(shù)設(shè)置全部集中在一個(gè)選項(xiàng)中，容易查找與設(shè)置。實(shí)體的建模與裝配完全符合于自然的三維世界，特別是裝配約束的概念非常簡(jiǎn)單且容易理解。對(duì)實(shí)體的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作可以在任何命令過(guò)程中使用，實(shí)體的選取非常容易和方便。（4）建模迅速，操作靈活，是一種尺寸驅(qū)動(dòng)且基于特征的三維設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)造歷史可供事后修改，更加適合學(xué)生在機(jī)械制圖綜合實(shí)踐中使用。

在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中有大量的標(biāo)準(zhǔn)件與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)需要分析與討論，教師一般采用掛圖或模型進(jìn)行講解，采用掛圖，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，采用具體模型，又缺乏變通性。因此，如何利用新技術(shù)、新方法提高課堂教學(xué)的效果，是教學(xué)改革亟待解決的重要課題。如果將SolidWorks Animator恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用于《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中，則可以收到良好的效果。

系列零件設(shè)計(jì)表在標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

SolidWorks中的零件配置與系列零件設(shè)計(jì)表為在單一的文件中對(duì)零件或裝配體生成多個(gè)設(shè)計(jì)變化提供了簡(jiǎn)便的方法，可以最大限度地減少重復(fù)設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于系列化的操作是在同一文件下進(jìn)行的，可以大大減少繁瑣設(shè)計(jì)帶來(lái)的錯(cuò)誤。因此，合理地使用配置，對(duì)產(chǎn)品系列開發(fā)與管理具有非常重要的意義。

生成系列零件設(shè)計(jì)表有兩種方法：（1）在SolidWorks模型中插入一個(gè)新的空白的系列零件設(shè)計(jì)表，然后直接在工作表中輸入系列零件設(shè)計(jì)表數(shù)據(jù)，完成后模型會(huì)自動(dòng)生成新的配置；（2）作為一個(gè)獨(dú)立的操作，在Excel中生成系列零件設(shè)計(jì)工作表，保存該工作表，然后將其插入到SolidWorks模型文件中生成配置。

下面以較為簡(jiǎn)單的A型普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)件GB/T1096—1979為例，介紹第一種方法的應(yīng)用。

首先，在SolidWorks中以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)建立默認(rèn)的平鍵三維模型，對(duì)尺寸名稱作適當(dāng)?shù)男薷暮?，保存該零件模型，如圖1所示。然后，在該零件文件中選擇【插入】【系列零件設(shè)計(jì)表】，圖形區(qū)域自動(dòng)彈出系列設(shè)計(jì)表Excel，為了方便選擇尺寸，右擊特征管理設(shè)計(jì)樹中的“注解”，選擇“顯示特征尺寸”，在圖形區(qū)域雙擊尺寸參數(shù)。當(dāng)雙擊尺寸參數(shù)時(shí)，其相關(guān)數(shù)值（尺寸名和尺寸值及配置名）出現(xiàn)在第一實(shí)例行中，如圖2所示。為了使用方便，在A列中輸入系列零件的配置名稱（平鍵標(biāo)記）。這里應(yīng)注意：名稱中可包括數(shù)字，但不能包括空格、正斜線“/”或“@”等字符。根據(jù)國(guó)家數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在后面輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)，如圖3所示，完成添加數(shù)據(jù)后，在表格外單擊，此時(shí)會(huì)彈出信息窗口，如圖4所示，其中列出所生成系列零件的配置。此時(shí)，系列零件設(shè)計(jì)表圖標(biāo)會(huì)出現(xiàn)在特征管理設(shè)計(jì)樹中。應(yīng)用的時(shí)候，單擊ConfigurationManager標(biāo)簽，會(huì)顯示生成的配置，雙擊任一配置的名稱，圖形區(qū)域會(huì)顯示當(dāng)前配置的三維模型，如圖5所示。

這樣的話，就相當(dāng)于在一個(gè)文件中建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，需要哪種型號(hào)的零件，只需雙擊其對(duì)應(yīng)的配置，即可生成三維模型。該方法對(duì)于所有標(biāo)準(zhǔn)件（如螺釘、螺母、墊圈等）都是適用的。

Animator在四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Animator是一個(gè)與SolidWorks完全集成的插件，用于制作產(chǎn)品的演示，能夠方便地制作出豐富的動(dòng)畫效果，以演示產(chǎn)品的外觀和性能，并且能及時(shí)錄制產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模擬裝配過(guò)程、模擬拆卸過(guò)程及產(chǎn)品的模擬運(yùn)行過(guò)程，增強(qiáng)客戶與企業(yè)之間的交流，促進(jìn)多方設(shè)計(jì)人員的協(xié)同工作。

在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)”教學(xué)中，判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型和各桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是一個(gè)很重要的內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)一般是從幾何學(xué)的理論推導(dǎo)出判別的依據(jù)，雖然該方法易懂，結(jié)論也較簡(jiǎn)潔，但是應(yīng)用起來(lái)還是較為抽象，不夠直觀、形象。而SolidWorks Animator豐富的動(dòng)畫功能可以為我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中提供一種較為直觀、形象的方法。

轉(zhuǎn)貼于

例如，圖6所示為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，試分別以各邊為機(jī)架，判別該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型和各桿的名稱。

下面介紹運(yùn)用Animator解決該問題的具體方法。

1.建立零件。在零件模式中，根據(jù)各桿長(zhǎng)度分別建立四根桿和一個(gè)銷，作為裝配的零件。為了更直觀和方便裝配，可在每根桿的端部附近設(shè)計(jì)兩個(gè)銷釘孔。

2.完成裝配。在裝配模式中，根據(jù)各零件之間的配合關(guān)系建立裝配體，這里銷與各桿的配合設(shè)為同軸心，能正確反映它們之間的約束。為了能夠使零件裝配更加緊湊，可以加入其他配合關(guān)系，然后再進(jìn)行壓縮或刪除，這樣既可保持其準(zhǔn)確的位置，又不會(huì)限制它們的自由度。

3.制作動(dòng)畫。先以AD桿為機(jī)架來(lái)研究，因?yàn)锳D桿是機(jī)架，所以在特征結(jié)構(gòu)樹里面要把AD桿設(shè)為“固定”，將其他桿設(shè)為“浮動(dòng)”，然后對(duì)主動(dòng)件AB桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，制作動(dòng)畫，這里應(yīng)該注意，AB桿繞A轉(zhuǎn)動(dòng)不能一次完成，可以分為三四個(gè)“關(guān)鍵點(diǎn)”來(lái)完成，這樣是不會(huì)影響其連貫性的。由于各桿之間建立了一定的裝配關(guān)系，即約束，所以作為從動(dòng)件的BC、CD桿也會(huì)跟著一起運(yùn)動(dòng)。通過(guò)建立動(dòng)畫，可以清楚地看到：AB桿作圓周運(yùn)動(dòng)，是曲柄，CD桿作一定角度的擺動(dòng)，是搖桿，從而可知該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，連桿BC的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也可直觀看到。如圖7所示。

同理，以AB桿為機(jī)架，以BC桿為主動(dòng)件，建立動(dòng)畫，可以發(fā)現(xiàn)：主動(dòng)件BC、從動(dòng)件AD桿都會(huì)作整周的圓周運(yùn)動(dòng)。因此，可以判斷，BC、AD桿均為曲柄，該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型為雙曲柄機(jī)構(gòu)。

以BC桿為機(jī)架，以AB桿為主動(dòng)件，建立動(dòng)畫，可以發(fā)現(xiàn)：AB桿作圓周運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件CD桿只能作一定角度的擺動(dòng)。因此，可以判斷，AB桿是曲柄，CD桿是搖桿，該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

以CD桿為機(jī)架，以AD或BC桿為主動(dòng)件作轉(zhuǎn)動(dòng)，可以發(fā)現(xiàn)：AD、BC兩桿都不能完成整個(gè)圓周的運(yùn)動(dòng)，只能作擺動(dòng)，因此，兩桿都是搖桿，該鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

4.如果四桿機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況發(fā)生了改變，利用SolidWorks的參數(shù)化技術(shù)，只需要修改長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的尺寸參數(shù)，就可輕而易舉地得到新的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)镾olidWorks是一個(gè)全相關(guān)的三維參數(shù)化軟件，然后，重復(fù)步驟3進(jìn)一步加以驗(yàn)證即可。

該方法同樣適用于凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)等方面的設(shè)計(jì)，通過(guò)動(dòng)畫可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的結(jié)果是否能夠達(dá)到預(yù)期目的，同時(shí)可以減少對(duì)樣機(jī)的制作，縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，還可以提高設(shè)計(jì)效率。

結(jié)論

將SolidWorks應(yīng)用到《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中，教學(xué)效果是比較明顯的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）運(yùn)用三維CAD軟件，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)問題的理解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)零件、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)。（2）通過(guò)動(dòng)畫制作，可使學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律有較清晰的印象，可以逐步提高學(xué)生的想象力和形象思維能力，最終提高學(xué)生的綜合能力與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。（3）通過(guò)接觸三維CAD軟件，可以提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)與設(shè)計(jì)的工程理念，使學(xué)生深刻了解到CAD/CAE/CAM技術(shù)給機(jī)械設(shè)計(jì)與制造帶來(lái)的益處，為以后CAD/CAE/CAM技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

總之，CAD作為一個(gè)輔助設(shè)計(jì)手段，與人們的生產(chǎn)、生活是密切相關(guān)的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何利用一個(gè)具有創(chuàng)新性的CAD設(shè)計(jì)手段，包括高效率的人機(jī)交互手段，使設(shè)計(jì)者在以人為中心的設(shè)計(jì)環(huán)境中更好地發(fā)揮創(chuàng)造性，將是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張夕琴，張金標(biāo). CAD/CAE技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2007，（11）.

[2]司慧，于文華.機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法改革與學(xué)生能力的培養(yǎng)[A].機(jī)械類課程報(bào)告論壇文集2007.[C].北京：高等教育出版社，2007：381-385.

篇5

1與其他技術(shù)工程在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的比較

前面提到過(guò)，軟件工程是一門專門研究工程化構(gòu)建和維護(hù)高質(zhì)量軟件的學(xué)科，它涉及的方面比較廣，光我們所熟知的就有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、軟件開發(fā)工具、設(shè)計(jì)模式等方面，在近三十年來(lái)，軟件工程不管是在研究還是在實(shí)踐上的發(fā)展都是有目共睹的，因?yàn)檐浖こ瘫旧砭陀袑?duì)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動(dòng)作用。實(shí)際上，軟件工程也被一些業(yè)內(nèi)人士看成一種集特殊工程學(xué)方法于一身的軟件學(xué)，而軟件工程的思想方法一般都是基于工程系統(tǒng)。相較于其他工程學(xué)，軟件工程在的開發(fā)階段比較明確，在每一個(gè)階段都有一個(gè)清晰的分工劃分，同時(shí)，在完成相應(yīng)的階段工作之后，都給之提供相應(yīng)的文檔和評(píng)審驗(yàn)收，這樣就使得我們的每一步都顯得有理有據(jù)，退一萬(wàn)步來(lái)說(shuō)，如果在最后驗(yàn)收階段出了紕漏，我們也有相應(yīng)的數(shù)據(jù)用來(lái)檢查，還有比較重要的一點(diǎn)就是，我們軟件工程一直都是盡量不用自然語(yǔ)言，這樣在很大程度上就避免了自然語(yǔ)言的二義性，同時(shí)也給我們減免了許多不必要的誤解。除了以上所說(shuō)的幾點(diǎn)特征之外，軟件工程還擁有嚴(yán)格的測(cè)試方法，這也是其他工程學(xué)所望塵莫及的。而軟件工程的這套測(cè)試方法在實(shí)際應(yīng)用中就可以盡量避免因測(cè)試方法不當(dāng)所可能帶來(lái)的弊端，這也是為了順應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化管理的需要，也正是由于擁有一系列比較完善的測(cè)試系統(tǒng)，就使得軟件工程相較于其他工程學(xué)有著良好的復(fù)用性，我們都知道，當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)就是可持續(xù)發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展如今已經(jīng)逐漸滲入到生活的方方面面，如果我們所倡導(dǎo)的可持續(xù)也能在軟件工程中略有體現(xiàn)，那將是一個(gè)很不錯(cuò)的發(fā)展；反之，如果這個(gè)復(fù)用性不存在，那就意味著我們所要花費(fèi)的時(shí)間和精力就會(huì)遠(yuǎn)比現(xiàn)在大得多的多，同時(shí)，對(duì)資源的浪費(fèi)以及成本花銷也是難以預(yù)計(jì)的，盡管我們國(guó)家算得上是一個(gè)大國(guó)，但是資源短缺的程度還是十分令人瞠目結(jié)舌。而用軟件工程開發(fā)出的軟件所具有的復(fù)用性，這也是軟件工程學(xué)的根本出發(fā)點(diǎn)和初衷。

2傳統(tǒng)軟件工程方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

我們前面提到過(guò)，現(xiàn)在的軟件工程具有很大的復(fù)用性，這是在傳統(tǒng)軟件工程研究上的一種新興變革。那么傳統(tǒng)軟件工程方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中又應(yīng)用于哪些方面呢？我們都知道傳統(tǒng)軟件工程的主要環(huán)節(jié)有：人員與項(xiàng)目的管理、系統(tǒng)、程序等方面的設(shè)計(jì)等等，接下來(lái)將從結(jié)構(gòu)層次的分析來(lái)闡述傳統(tǒng)軟件方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。首先，我們要對(duì)其的可行性與需求行進(jìn)行分析，可行性這個(gè)定義的范圍比較廣，但簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是兩個(gè)字：能用。而需求行這就占據(jù)了一個(gè)比較大的地位了，因?yàn)橄葤侀_我們的軟件工程這個(gè)主題不說(shuō)，不論是任何產(chǎn)品，在還未上市或者仍舊處于研發(fā)試行的階段的時(shí)候，我們都要對(duì)其的需求性做一個(gè)系統(tǒng)的分析，因?yàn)槲覀兊南M(fèi)對(duì)象的廣大群體，因而我們的在需求行考慮的方面也應(yīng)該著重注意。這樣我們就能適當(dāng)?shù)乇苊庠诤笃诘墓ぷ髦性斐刹槐匾挠绊?，同時(shí)，對(duì)與可行性與需求行的問題的分析也是一個(gè)將大問題逐步化小的過(guò)程，從而就使得我們的工程復(fù)雜程度得以降低，這樣在理解上也減少了一定的誤解和偏差。接下來(lái)我們要說(shuō)的是軟件的系統(tǒng)性，在系統(tǒng)性的引領(lǐng)下，我們?cè)诟鞣矫嬷贫ǖ哪K都要相應(yīng)的獨(dú)立性，這就使得它們不會(huì)依附于整個(gè)工程，形成自己的獨(dú)立性也是為了降低實(shí)際工程在應(yīng)用中的復(fù)雜程度，因?yàn)樾纬闪己玫莫?dú)立性的模塊才是一個(gè)好的模塊，畢竟它減少了出錯(cuò)的可能性且又使得過(guò)程簡(jiǎn)化了不少。同時(shí)，在程序設(shè)計(jì)上，軟件工程采取的是比較直觀而又準(zhǔn)確的語(yǔ)言，這就使造成歧義的可能性大大降低到甚至沒有。同時(shí)，前面也提到過(guò)我們盡量在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減免使用自然語(yǔ)言，這也是出于為了程序流程圖能夠更好的展示同時(shí)更好的被理解的考慮。

3總結(jié)

篇6

2、接著點(diǎn)擊進(jìn)入官網(wǎng)。

3、點(diǎn)擊機(jī)械皮膚設(shè)計(jì)大賽。

4、點(diǎn)擊下載素材。

5、在p圖軟件里p出自己想要的圖案。

篇7

初始化通訊端口與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是設(shè)備初始化的核心。UHFRFID讀寫器核心模塊采用串口與USB2．0通訊，將通訊端口設(shè)置為自動(dòng)搜索連接。串口通訊波特率為115200波特率，無(wú)檢驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位為8位，停止位1位。UHFRFID讀寫器核心模塊的串口工作狀態(tài)，是通過(guò)串口命令改寫模塊ARM7芯片中寄存器的值來(lái)控制的。通過(guò)對(duì)串口發(fā)送結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)完成MAC寄存器的值修改操作。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體如下：structpc＿reg＿req｛INT16Uaccess＿flg；INT16Ureg＿addr；INT32Ureg＿data；｝；結(jié)構(gòu)體共8個(gè)字節(jié)，3個(gè)成員變量。其中，ac－cess＿flg是MAC寄存器讀寫標(biāo)志位，0x0000為讀操作，0x0001為寫操作；reg＿addr是MAC寄存器地址，不同的地址代表著不同的讀寫器功能；reg＿data對(duì)應(yīng)MAC寄存器地址的值，不同的值，對(duì)應(yīng)讀寫器相應(yīng)功能中不同的狀態(tài)。完成了UHFRFID讀寫器核心模塊的通訊端口初始化與結(jié)構(gòu)體初始化之后，必須對(duì)模塊進(jìn)行天線配置，才能使模塊進(jìn)入四天線工作模式。

2天線參數(shù)配置

使用UHFRFID讀寫器核心模塊天線，必須對(duì)所有天線的參數(shù)進(jìn)行配置，天線參數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：在天線參數(shù)結(jié)構(gòu)中，定義了物理天線號(hào)、天線功率和延遲時(shí)間等天線工作必須參數(shù)。在使用天先前必須對(duì)天線的參數(shù)逐個(gè)進(jìn)行賦值，然后才能進(jìn)行天線工作模式配置。

3配置天線工作模式

UHFRFID讀寫器核心模塊采用了Impinj公司R2000芯片配套固件，設(shè)備上電初始化后默認(rèn)雙天線工作，設(shè)置四天線工作模式，必須通過(guò)修改OEM寄存器值使能4個(gè)天線端口。地址為0x00000087的OEM寄存器控制天線使能。寄存器值如表1所示。由表1可知，使能四天線，必須將OEM寄存器地址為0x00000087的區(qū)域值設(shè)置為0x00000000。

4四天線輪詢?cè)L問標(biāo)簽

天線輪詢?cè)L問標(biāo)簽軟件流程如圖3所示。使能四天線之后，可在任一時(shí)刻選用任一天線進(jìn)行標(biāo)簽訪問，在某一個(gè)天線對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行訪問期間，必須關(guān)閉其他天線的使能。天線在工作期間，會(huì)自動(dòng)搜索匹配使能的天線。如果多個(gè)天線同時(shí)使能，則讀寫器核心模塊始終會(huì)使用最小號(hào)天線進(jìn)行標(biāo)簽訪問。采用四天線輪詢?cè)L問標(biāo)簽，必須根據(jù)訪問標(biāo)簽的數(shù)量設(shè)置天線輪換時(shí)間。如果標(biāo)簽較多，天線輪換頻率過(guò)快，則標(biāo)簽讀取率低；如果標(biāo)簽較少，天線輪換頻率低，則會(huì)造成時(shí)間的浪費(fèi)。依據(jù)每個(gè)天線訪問的最大標(biāo)簽數(shù)量，選取天線輪換時(shí)間。

5測(cè)試與應(yīng)用

UHFRFID讀寫器核心模塊射頻前端工作在925MHz，使用頻譜測(cè)試儀對(duì)軟件配置結(jié)果與硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖4所示，橫軸為輸出頻率，縱軸為射頻前端輸出功率。由圖4可以看出，UHFRFID讀寫器核心模塊工作在925MHz時(shí)，輸出功率為31．6dBm。使用UHFRFID讀寫器核心模塊對(duì)2個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行輪詢?cè)L問，實(shí)際訪問率達(dá)到100％。經(jīng)過(guò)測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，四天線UHFRFID讀寫器模塊核心軟件能有效地控制讀寫器核心模塊對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行準(zhǔn)確訪問。

6結(jié)束語(yǔ)

篇8

【關(guān)鍵詞】PLC；舞臺(tái)機(jī)械；變頻器；現(xiàn)場(chǎng)總線

常規(guī)劇院根據(jù)功能可以劃分為歌劇院、戲劇院、音樂廳和多功能廳等。舞臺(tái)機(jī)械是現(xiàn)代化劇場(chǎng)不可缺少的核心設(shè)備，通過(guò)舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備不斷升降、平移、開合運(yùn)動(dòng)，并配合燈光、音響的不斷變換，呈現(xiàn)在觀眾眼前的是一場(chǎng)場(chǎng)美輪美奐的視覺盛宴。常規(guī)劇場(chǎng)舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備一般可分為臺(tái)上和臺(tái)下兩個(gè)部分，臺(tái)上以卷?yè)P(yáng)類為主，臺(tái)上設(shè)備的基本配置有防火幕、假臺(tái)口、大幕、二道幕、景吊桿、燈吊桿、單點(diǎn)吊機(jī)、燈光渡橋、燈光吊籠等設(shè)備，有的還配置了反聲罩。臺(tái)下以升降、推拉、旋轉(zhuǎn)為主，臺(tái)下設(shè)備的基本配置有主升降臺(tái)、左右車臺(tái)、后車轉(zhuǎn)臺(tái)、升降樂池、各種補(bǔ)償臺(tái)、插銷和安全網(wǎng)等設(shè)備。其中，臺(tái)上吊桿類設(shè)備、臺(tái)下升降臺(tái)類設(shè)備和車臺(tái)類設(shè)備是舞臺(tái)表演空間的主要設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在舞臺(tái)機(jī)械控制多采用以可編程控制器為主的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由繼電器、接觸器和變頻器等低壓電器組成，網(wǎng)絡(luò)采用開放式工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊技術(shù)，軟件設(shè)計(jì)采用功能完備的人機(jī)友好界面和安全互鎖保護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)快速、方便地將分散在臺(tái)上、臺(tái)下的設(shè)備和核心中央處理器聯(lián)系起來(lái)，其各種不同類型的控制模塊通過(guò)硬件接口和軟件組態(tài)可進(jìn)行廣泛組合，為舞臺(tái)機(jī)械運(yùn)行提供實(shí)時(shí)、安全可靠的運(yùn)行保證。同時(shí)，由于采用計(jì)算機(jī)控制，系統(tǒng)具有處理速度快、系統(tǒng)資源裕量大、通訊能力強(qiáng)、故障排除快速、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

1設(shè)備電器設(shè)計(jì)組成

舞臺(tái)設(shè)備電器控制回路一般由各種安全保護(hù)單元（如限位、亂繩、超載、超速、安全急停鏈路）、位置測(cè)量單元（如編碼器、減速開關(guān)、行程開關(guān)）、控制電路（如各種繼電器、PLC輸入輸出模塊）、驅(qū)動(dòng)單元（如變頻器、交流接觸器）和執(zhí)行單元（如三相異步鼠籠電機(jī)、伺服電機(jī)）組成，并通過(guò)以上電器環(huán)節(jié)的共同作用控制設(shè)備運(yùn)動(dòng)。國(guó)內(nèi)舞臺(tái)設(shè)備按控制方式包括常規(guī)定速控制和調(diào)速定位控制。

1.1常規(guī)定速控制

常規(guī)定速控制——通過(guò)PLC起停輸出、設(shè)備的行程開關(guān)、保護(hù)開關(guān)、繼電器組成的中間回路控制對(duì)應(yīng)的三相電源的相序通斷，從而達(dá)到直接控制電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，如舞臺(tái)各種插銷、安全網(wǎng)、升降欄桿、安全門。該方式廣泛應(yīng)用在對(duì)時(shí)間要求不高的舞臺(tái)設(shè)備硬件設(shè)計(jì)上，對(duì)于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有位置需求但定位要求不高的設(shè)備（如燈光吊籠、假臺(tái)口側(cè)片、燈光渡橋）來(lái)說(shuō)，該方式并不能滿足要求。從設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、硬件便捷的角度，通常在常規(guī)電機(jī)傳動(dòng)軸上加裝軸套型增量編碼器，將編碼器信號(hào)接入具有位置采集功能的模板（如西門子編碼器模塊FM350），同時(shí)，在硬件選型時(shí)根據(jù)模板的采樣頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速確定所選編碼器的每圈脈沖值。采集的位置信號(hào)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳送到中央處理器中，和預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置做比較，決定設(shè)備是否到位停止運(yùn)行。在實(shí)際的硬件設(shè)計(jì)中，為了能及時(shí)響應(yīng)到位置信號(hào)，需把采集模板的實(shí)際輸出值串入控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)回路?？紤]到常規(guī)定速控制設(shè)計(jì)中不具備調(diào)速功能，電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中收到停止信號(hào)后制動(dòng)運(yùn)行較長(zhǎng)，影響設(shè)備控制精度，在應(yīng)用中要根據(jù)設(shè)備實(shí)際制動(dòng)距離，在軟件調(diào)試中加入制動(dòng)停止提前長(zhǎng)度來(lái)修正設(shè)備停止響應(yīng)距離，從而提高設(shè)備實(shí)際到位精度

1.2調(diào)速定位控制

調(diào)速定位控制——常規(guī)電機(jī)帶有編碼器，編碼器接入具有位置控制功能的高性能交流矢量變頻器，變頻器通過(guò)本身的內(nèi)置位置控制卡計(jì)算電機(jī)運(yùn)行的實(shí)時(shí)位置和給定目標(biāo)位置的差值，通過(guò)PID調(diào)節(jié)輸出對(duì)應(yīng)的頻率和電壓控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，中央處理器通過(guò)總線通訊方式比較變頻器傳回來(lái)的位置、狀態(tài)特性，并根據(jù)變頻器窗口到位值實(shí)現(xiàn)對(duì)所控設(shè)備的速度、位置精確控制，控制電路如圖3所示。使用調(diào)速定位控制，降低了對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊，提高了設(shè)備的安全性和可靠性。因此，在國(guó)內(nèi)中、大型劇場(chǎng)中，該控制方式是控制吊桿、升降臺(tái)、車臺(tái)等機(jī)械設(shè)備的主流方案。調(diào)速定位按控制電路功能一般可分為一對(duì)一控制和矩陣切換控制。對(duì)于前者，每個(gè)設(shè)備都是一個(gè)控制單元，控制電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，每個(gè)變頻器的總線狀態(tài)真實(shí)反應(yīng)設(shè)備實(shí)際情況。由于只考慮單獨(dú)控制回路，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試成本較小，出現(xiàn)故障排查相對(duì)容易，系統(tǒng)后期維護(hù)人工成本較小，但如果控制單元的任何器件發(fā)生故障，則直接影響調(diào)速設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)對(duì)于電器元件、變頻器的成本支出較高。對(duì)于后者，由于采用繼電器矩陣切換，控制回路采用冗余備份方式，每個(gè)調(diào)速設(shè)備在選定之前不對(duì)應(yīng)固定變頻器，如果某一個(gè)控制單元出現(xiàn)問題影響吊桿運(yùn)行，通過(guò)切換矩陣的及時(shí)調(diào)整可以規(guī)避出現(xiàn)故障的控制單元，從而使設(shè)備更可靠地運(yùn)行，提高了整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)抵御能力。同時(shí)，采用切換方式，節(jié)省了變頻器數(shù)量，降低了電器成本支出。但這種控制方式電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軟件互鎖要求較高，一旦出現(xiàn)故障，排查和維護(hù)較繁瑣。通常來(lái)說(shuō)，臺(tái)上調(diào)速吊桿采用切換矩陣方式，臺(tái)下調(diào)速設(shè)備采用一對(duì)一控制方式。這主要是因?yàn)楦鞣N類型的吊桿大多功率在30kW以內(nèi)，且功率較為相近，實(shí)際舞臺(tái)演藝中同時(shí)運(yùn)動(dòng)的最多吊桿數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總吊桿數(shù)，故采用切換方式。而臺(tái)下升降類設(shè)備在演出時(shí)載有大量演員，功率較大，通常達(dá)到60kW以上，為了避免頻繁切換對(duì)用電回路的沖擊，并考慮到實(shí)際運(yùn)行的安全性，故采取一對(duì)一方式。

2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建

舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)從網(wǎng)路結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)層級(jí)：管理級(jí)、控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。2.1管理級(jí)設(shè)備管理級(jí)設(shè)備包括控制臺(tái)和服務(wù)器?？刂婆_(tái)中主要設(shè)備包括工控機(jī)、觸摸屏和電源、操作按鍵及操縱桿，主要為監(jiān)控舞臺(tái)設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息，編場(chǎng)數(shù)據(jù)處理和控制設(shè)備起停，為操作人員提供友好的人機(jī)交互界面。服務(wù)器可記錄操作人員和設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為演出設(shè)備歷史追溯提供不可替代的手段。

2.2控制級(jí)設(shè)備

控制級(jí)設(shè)備主要包括可編程控制器的中央處理單元和各種適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊單元。作為整個(gè)舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的“大腦”，中央處理單元是系統(tǒng)核心，主要負(fù)責(zé)向上通過(guò)以太網(wǎng)傳遞現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控信息（如升降臺(tái)、景桿等調(diào)速設(shè)備的位置、速度等實(shí)時(shí)參數(shù)，以及亂繩、電機(jī)過(guò)熱等安全信號(hào)），向下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備下達(dá)動(dòng)作命令，協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作次序（如舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的定位控制和設(shè)備延時(shí)啟動(dòng)等）。

2.3現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備：主要包括符合現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的相關(guān)舞臺(tái)機(jī)械控制遠(yuǎn)程I/O站點(diǎn)、對(duì)應(yīng)的變頻器和電動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備主要任務(wù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)操作人員通過(guò)控制臺(tái)發(fā)送的具體的運(yùn)動(dòng)方案，同時(shí)采集必要的現(xiàn)場(chǎng)信息，傳遞給上層作為參考。圖4為采用標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。

2.4網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建中的關(guān)鍵問題

（1）控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)要貫穿整個(gè)控制系統(tǒng)，包括核心控制器到單體設(shè)備的控制設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)應(yīng)采用開放的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，根據(jù)用戶的實(shí)際需要，采用可靠的冗余技術(shù)，包括核心部件的冗余和網(wǎng)絡(luò)的冗余?？刂葡到y(tǒng)具有緊急停機(jī)系統(tǒng)，任意一個(gè)極限開關(guān)的動(dòng)作會(huì)觸發(fā)本設(shè)備應(yīng)急線路，任意一個(gè)急停按鈕應(yīng)觸發(fā)控制系統(tǒng)的急停鏈路。同時(shí)，急停系統(tǒng)和中央處理器通過(guò)安全總線進(jìn)行信息交換。所有具有提升性能的驅(qū)動(dòng)都采用雙制動(dòng)器，并且互相獨(dú)立控制，保證驅(qū)動(dòng)能及時(shí)有效地停止工作。（2）所有的舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)主控制臺(tái)、移動(dòng)控制臺(tái)，應(yīng)具備即插即用的特點(diǎn)。對(duì)于單一控制臺(tái)，用戶可根據(jù)實(shí)際情況方便地選擇切換到不同的操作方式（如手控、程控、更改參數(shù)）對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；對(duì)于不同控制臺(tái)之間的切換操作，中央處理單元應(yīng)具備統(tǒng)一的授權(quán)管理，保證同一設(shè)備在任意時(shí)刻只接受來(lái)自單一控制臺(tái)的指令信息，防止設(shè)備由于接受不同控制臺(tái)指令信息而造成控制紊亂。（3）保證關(guān)鍵信息響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和同步性（如舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)命令）。對(duì)于調(diào)速定位設(shè)備，國(guó)內(nèi)大多是通過(guò)每個(gè)變頻器的內(nèi)置位置控制卡控制設(shè)備，當(dāng)多個(gè)設(shè)備同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t性造成設(shè)備啟動(dòng)的不統(tǒng)一和設(shè)備運(yùn)行中間過(guò)程中的實(shí)際位置偏差。在設(shè)計(jì)控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)于關(guān)鍵信息的傳遞需采用等式同步機(jī)制和數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)處理，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖夙憫?yīng)。

3軟件設(shè)計(jì)要求

3.1操作功能要求

操作功能要求：對(duì)于舞臺(tái)控制操作界面，應(yīng)設(shè)有手動(dòng)選擇、運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)定、設(shè)備編組、場(chǎng)景運(yùn)行、設(shè)備位置綁定、運(yùn)動(dòng)禁止、設(shè)備位置記錄等功能，根據(jù)實(shí)際用戶需求的不同，還應(yīng)提供系統(tǒng)管理、維護(hù)和根據(jù)演出過(guò)程需要而附帶的工程組態(tài)功能。同時(shí)，應(yīng)提供演出中間的各種應(yīng)急處理功能，如當(dāng)在演出場(chǎng)景中編組的運(yùn)行設(shè)備，設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警停止運(yùn)行時(shí)應(yīng)具備手動(dòng)快速介入，當(dāng)設(shè)備撞到物理極限位后，應(yīng)具備旁路控制使設(shè)備及時(shí)脫離危險(xiǎn)位置。用戶一旦誤操作，不光有報(bào)警信息，同時(shí)提供相應(yīng)的保護(hù)，規(guī)避可能發(fā)生的設(shè)備誤動(dòng)作引發(fā)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

3.2設(shè)備互鎖要求

設(shè)備運(yùn)行互鎖是舞臺(tái)設(shè)備安全可靠運(yùn)行必不可少的保障，互鎖軟件設(shè)計(jì)必須實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)。互鎖軟件應(yīng)采用順序控制程序，根據(jù)優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制，按照預(yù)先規(guī)定好的優(yōu)先級(jí)動(dòng)作順序，對(duì)控制過(guò)程各階段的設(shè)備互鎖順序進(jìn)行自動(dòng)判別和保護(hù)。每一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行條件都依存于其他相鄰設(shè)備的位置，當(dāng)檢測(cè)到條件滿足或不滿足時(shí)，及時(shí)發(fā)送給設(shè)備數(shù)據(jù)塊運(yùn)行或受限指令，使設(shè)備安全可靠地運(yùn)行。

3.3分布式管理要求

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，把分布在舞臺(tái)控制室的控制臺(tái)、上位機(jī)、臺(tái)上及臺(tái)下控制柜間的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)單元、現(xiàn)場(chǎng)采集單元等方便、快捷地聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)開放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制通信網(wǎng)絡(luò)把物理分散的設(shè)備構(gòu)成為一個(gè)整體，用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的信息集成，進(jìn)而達(dá)到信息共享，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)在多臺(tái)控制終端上對(duì)舞臺(tái)設(shè)備的集中監(jiān)視、集中操作和集中管理。

3.4遠(yuǎn)程維護(hù)要求

控制系統(tǒng)工程師可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)。操作系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，應(yīng)及時(shí)記錄在上位機(jī)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶通過(guò)Internet網(wǎng)以文本形式傳送到遠(yuǎn)程診斷實(shí)驗(yàn)室，幫助用戶排除故障。通過(guò)專門遠(yuǎn)程診斷軟件，可實(shí)時(shí)跟蹤鏈接到現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)情況，及時(shí)幫助用戶解決操作中出現(xiàn)的問題。

4小結(jié)

在控制系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃中，要注重安全和效益并重的原則，適當(dāng)降低建設(shè)成本和后期維護(hù)成本，同時(shí)還要從長(zhǎng)遠(yuǎn)著眼，技術(shù)方案要有一定的前瞻性，充分考慮將來(lái)整個(gè)系統(tǒng)的整體升級(jí)、擴(kuò)容問題。隨著計(jì)算機(jī)和控制理論的不斷進(jìn)步，舞臺(tái)控制技術(shù)逐漸趨于完善，帶有自診斷功能和微機(jī)通信接口的PLC元器件也越來(lái)越普及，價(jià)格也趨向便宜。在國(guó)內(nèi)以可編程控制器為核心的舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)已經(jīng)形成了集網(wǎng)絡(luò)化、集散化、自動(dòng)化、智能化為一體的先進(jìn)的自動(dòng)控制模式。目前，廣義舞臺(tái)的概念已不再僅僅局限于正規(guī)劇場(chǎng)傳統(tǒng)品字型舞臺(tái)，隨著電視劇場(chǎng)、演播廳、體育場(chǎng)館等組合式舞臺(tái)，以及各種類型的動(dòng)感、多維影院、VA多媒體互動(dòng)系統(tǒng)、科技館等領(lǐng)域的異型舞臺(tái)的出現(xiàn)，舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)也應(yīng)隨著舞臺(tái)要求的變化不斷發(fā)展更新。

參考文獻(xiàn)

[1]劉基順,楊永魁,孔憲旺.舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)功能及性能分析[J].演藝設(shè)備與科技,2012(3).

[2]MOVIDRIVECompact.SystemManual.2012(4).

[3]劉基順,田廣軍,高恒倫等.PLC運(yùn)動(dòng)控制器在舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與研究[J].自動(dòng)化儀表,2013(1).

篇9

通過(guò)對(duì)AutoCAD軟件操作的原理進(jìn)行分析，對(duì)其在化工機(jī)械設(shè)備中的相關(guān)應(yīng)用、具體的實(shí)現(xiàn)模式和使用技巧進(jìn)行闡述。說(shuō)明AutoCAD軟件在化工機(jī)械中的廣泛應(yīng)用是有依據(jù)的，AutoCAD軟件強(qiáng)大的繪圖設(shè)計(jì)功能將化工機(jī)械從設(shè)計(jì)到成品的整個(gè)過(guò)程結(jié)合起來(lái)，大大縮少了設(shè)計(jì)者的工作量，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，使化工機(jī)械的設(shè)計(jì)變得更加高效。

關(guān)鍵詞：

AutoCAD；化工機(jī)械；設(shè)計(jì)

隨著AutoCAD軟件版本的不斷更新，其強(qiáng)大的繪圖設(shè)計(jì)功能使它更廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)，其發(fā)展和應(yīng)用的水平也是衡量一個(gè)國(guó)家的的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的標(biāo)志。AutoCAD軟件能將整個(gè)化工機(jī)械產(chǎn)品的全部生產(chǎn)過(guò)程結(jié)合起來(lái)，使企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程變得更加高效，所以它是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的技術(shù)系統(tǒng)。

1AutoCAD軟件在化工機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)模式

1.1選擇圖形模式

AutoCAD軟件包含從設(shè)計(jì)到出廠的全部過(guò)程，也就是說(shuō)它可以在產(chǎn)品性能要求和規(guī)劃上對(duì)化工機(jī)械產(chǎn)品的整體起到分析和說(shuō)明的作用。就目前我國(guó)的化工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，AutoCAD技術(shù)可以更好的幫助設(shè)計(jì)者完成工業(yè)設(shè)計(jì)。在使用AutoCAD軟件的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者需要在前期建立二維或者三維模型。建立二維模型和三維模型都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，二維模型沒有空間概念，只是點(diǎn)和線組成的平面圖形，因其所需要的存儲(chǔ)空間較小，所以運(yùn)行起來(lái)相對(duì)于三維模型是要快一些，但由于是平面圖形，在展示設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不到位、不直觀的感覺，造成人們對(duì)設(shè)計(jì)成品本身認(rèn)識(shí)的偏頗。三維模型雖然需要較大的儲(chǔ)存空間，但可以給人較強(qiáng)的空間感和立體感，所以可以更好的展現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，使人們更直觀的了解設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

1.2施工圖軟件的實(shí)現(xiàn)模式

當(dāng)化工機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)用AutoCAD軟件進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)時(shí)，AutoCAD會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，這些參數(shù)可以繪制出產(chǎn)品總裝中的不同視圖，避免了重復(fù)畫圖的復(fù)雜作業(yè)。這大大提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率，使他們從簡(jiǎn)單地工作中脫離出來(lái)。另外根據(jù)現(xiàn)有的軟硬件環(huán)境，考慮到運(yùn)行速度和軟件所能達(dá)到的完善水平，選擇AutoCAD作為軟件支撐是十分合適的，它可以給設(shè)計(jì)者帶來(lái)很好的技術(shù)支持，它豐富的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)用簡(jiǎn)單的圖形工具可以提供給設(shè)計(jì)者更大的方便。另外，AutoCAD并不是采用輸入式的命令結(jié)構(gòu)，它可以通過(guò)按鈕實(shí)現(xiàn)操作，這對(duì)于初級(jí)用戶來(lái)說(shuō)可以更快、更方便的使用軟件。

2AutoCAD軟件在化工機(jī)械中的應(yīng)用

2.1設(shè)計(jì)和開發(fā)中的應(yīng)用

在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思想往往是以三維模型形態(tài)來(lái)表現(xiàn)出來(lái)。在此之前用二維平面的工程圖只可以從各個(gè)角度的平面圖中顯示視角，而不能直觀的立體的表現(xiàn)出零件全部。但現(xiàn)在的AutoCAD把二維變成三維，讓零件變的更直觀更容易進(jìn)行更好的改良或優(yōu)化。另外在設(shè)計(jì)成型工裝的過(guò)程中，往往設(shè)計(jì)者要繪制大量的曲線，這些繁復(fù)的曲線會(huì)給設(shè)計(jì)者帶來(lái)很大的麻煩。但應(yīng)用AutoCAD制作三維圖形并將其導(dǎo)出為平面二維圖形，就能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者省去大量時(shí)間，使設(shè)計(jì)者的工作更加高效。

2.2在技術(shù)討論交流中的應(yīng)用

當(dāng)今社會(huì)不斷發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈，各企業(yè)為了自身的發(fā)展都希望能夠迅速的占領(lǐng)市場(chǎng)。在化工機(jī)械產(chǎn)品的營(yíng)銷過(guò)程中，展示產(chǎn)品、技術(shù)交流成為不可或缺的過(guò)程。過(guò)去的介紹方法都是以二維圖形展現(xiàn)在客戶的面前，對(duì)于沒有涉獵于相關(guān)行業(yè)的用戶來(lái)說(shuō)，二維圖形很難讓他們了解產(chǎn)品本身，甚至無(wú)法感知產(chǎn)品的形狀大小，這給銷售帶來(lái)很多的煩惱和不便。若能夠?qū)a(chǎn)品以三維圖像的方式展現(xiàn)在用戶面前，或輔助以三維動(dòng)畫，那么產(chǎn)品就可以躍出紙面，這也使客戶可以更好的了解產(chǎn)品，相信產(chǎn)品。在正常的生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)人員間的技術(shù)溝通是必不可少的，也是產(chǎn)品質(zhì)量保證所需要的。在進(jìn)行技術(shù)交流過(guò)程中，簡(jiǎn)單的零件處理方法在二維圖形中就可以解決，但是當(dāng)零件過(guò)于復(fù)雜時(shí)，二維圖像就很難解釋清楚，成為技術(shù)人員交流的障礙。而三維圖形就可以更直觀的展現(xiàn)零件，可以更快的解決問題，提高生產(chǎn)過(guò)程中的工作效率。

3AutoCAD在化工機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中的技巧

3.1使用命令行和快捷鍵

AutoCAD中的工具條和菜單等按鍵對(duì)不熟悉該軟件的用戶來(lái)說(shuō)是非常方便的。另外在繪制圖形過(guò)程中，需要先設(shè)置基本的圖層，并且每個(gè)圖層都有自己的功能，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在實(shí)際操作過(guò)程中要盡量減少圖層的數(shù)量，因?yàn)閿?shù)量越多會(huì)帶來(lái)的麻煩也越多，而盡量減少圖層可避免不必要的麻煩。

3.2設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理

設(shè)計(jì)的本身是要實(shí)用，設(shè)計(jì)的目的是要生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要合理布局，比例協(xié)調(diào)，即復(fù)雜的零件可以用較大的圖紙來(lái)表達(dá)，相反簡(jiǎn)單的零件可以用比較簡(jiǎn)潔的小圖紙表達(dá)。另外，在AutoCAD制圖過(guò)程中，盡量用零件的實(shí)際尺寸制圖，標(biāo)注尺寸時(shí)可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，可以避免進(jìn)行二次換算，提高制圖繪圖效率。如果沒有實(shí)際尺寸的圖紙，可以在繪制前按照國(guó)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)置圖形的邊界。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的化工機(jī)械設(shè)計(jì)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。我們需要懷揣著認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度面對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)的工作。要做好這樣的工作，我們要有良好的知識(shí)儲(chǔ)備，我們要有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和良好的設(shè)計(jì)環(huán)境。當(dāng)然，更為重要的是我們要有好的、完善的、科學(xué)的、操作性強(qiáng)的軟件做為支撐。AutoCAD技術(shù)，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用了。它可以將設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)理念快速的躍然紙上，復(fù)雜的設(shè)計(jì)在三維模型面前顯的不再?gòu)?fù)雜。

作者：付元杰 單位：蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院

篇10

關(guān)鍵詞：軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì) 協(xié)同驗(yàn)證 傳統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）04-0096-02

傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取“硬件優(yōu)先”的設(shè)計(jì)方法，該方法軟件開發(fā)往往滯后于硬件開發(fā)，通常軟件開發(fā)在硬件平臺(tái)開發(fā)完成后才進(jìn)行，而基于硬件平臺(tái)的驗(yàn)證在軟件開發(fā)完成后才進(jìn)行。正是由于這種滯后性，迫使軟件和硬件只能串行開發(fā)，系統(tǒng)開發(fā)需要經(jīng)歷反復(fù)修改和驗(yàn)證，這大大增加了系統(tǒng)的開發(fā)周期。

由于嵌入式系統(tǒng)中軟硬件密不可分，為了縮短嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)周期，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的一個(gè)重要組成部分就是軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)軟硬件串行的設(shè)計(jì)方法相比，協(xié)同設(shè)計(jì)方法最大限度的挖掘軟/硬件之間的并行性，提高系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)效率。軟/硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法首先依據(jù)詳細(xì)的系統(tǒng)需求確定軟硬件劃分方案，并定義軟/硬件接口，然后在EDA（Electronic Design Automation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具的支持下，進(jìn)行軟/硬件的協(xié)同開發(fā)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都可以進(jìn)行軟硬件協(xié)同驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)的設(shè)計(jì)沒有背離原始設(shè)計(jì)需求，該設(shè)計(jì)方法是逐步細(xì)化、反復(fù)迭代的過(guò)程。這種開發(fā)方式是一種風(fēng)險(xiǎn)可控的設(shè)計(jì)方法，能夠充分利用軟硬件資源，縮短開發(fā)周期，降低成本。

1 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法比較

構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，按照其性質(zhì)可以分為軟件模塊和硬件模塊兩類，但總體上軟件模塊的開發(fā)滯后于硬件模塊的開發(fā)，將該方法統(tǒng)稱為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在粗略獲取系統(tǒng)需求的情況下，首先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，之后才進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)具有一定的盲目性，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏對(duì)系統(tǒng)軟件架構(gòu)的清晰了解，所得到的設(shè)計(jì)結(jié)果很難充分利用軟/硬件資源，難以適應(yīng)現(xiàn)代復(fù)雜的、大規(guī)模的系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。

軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)找到系統(tǒng)軟/硬件的最佳結(jié)合點(diǎn)，充分利用了軟硬件資源的并發(fā)性，從而使軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)作為一個(gè)有機(jī)整體并發(fā)設(shè)計(jì)，大大提高了系統(tǒng)的工作效率。

在軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)中，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程的各個(gè)階段都是相互作用的?；趯?duì)系統(tǒng)資源的充分考慮，進(jìn)行軟硬件功能劃分，在軟硬件功能的設(shè)計(jì)和仿真評(píng)價(jià)過(guò)程中，軟件和硬件是互相支持的。這就使得在系統(tǒng)設(shè)計(jì)早起，軟硬件各個(gè)功能模塊能夠相互結(jié)合，從而及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題，盡可能的減少在設(shè)計(jì)開發(fā)后期反復(fù)修改系統(tǒng)，而且有利于挖掘系統(tǒng)潛能、提高系統(tǒng)整體性能、縮小產(chǎn)品體積、降低系統(tǒng)成本。

2 軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)流程

完整的嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)流程，從對(duì)產(chǎn)品功能規(guī)格及需求的一系列分析設(shè)計(jì)開始，最后以開發(fā)出一個(gè)能滿足所有要求的可運(yùn)作的產(chǎn)品結(jié)束。設(shè)計(jì)流程主要分為以下幾個(gè)階段：需求分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軟硬件劃分、IP/模塊（Intellectual Property）設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、模塊集成與互連、軟硬件協(xié)同驗(yàn)證、系統(tǒng)測(cè)試、系統(tǒng)后端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等，一個(gè)完整的SoC軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

下面依次對(duì)功能需求分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軟硬件劃分、IP的設(shè)計(jì)與復(fù)用、IP模塊的集成與互聯(lián)以及軟硬件協(xié)同驗(yàn)證進(jìn)行描述：

2.1 功能需求分析

詳細(xì)了解嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際需求，最終提取出芯片設(shè)計(jì)的需求規(guī)范，包括芯片設(shè)計(jì)所需的特征、功能、接口以及典型應(yīng)用。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軟硬件劃分

該階段從設(shè)計(jì)出的需求規(guī)范出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)所需具備的功能和性能進(jìn)行定義，并進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軟硬件劃分，同時(shí)還定義了系統(tǒng)的接口、總線結(jié)構(gòu)、硬件功能以及軟件功能。

2.3 IP的設(shè)計(jì)與復(fù)用

基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模大，復(fù)雜程度高的特性，為了提高設(shè)計(jì)的可靠性并盡可能的節(jié)約開發(fā)時(shí)間，只有依賴基于IP復(fù)用的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)繼承、共享或購(gòu)買所需的IP，然后再利用EDA工具進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合和驗(yàn)證，從而加速芯片設(shè)計(jì)過(guò)程，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 IP模塊的集成與互聯(lián)

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義，進(jìn)行IP模塊的集成和互聯(lián)，設(shè)計(jì)的頂層只包括例化的元件以及例化元件之間的連線，對(duì)一些IP模塊，需要增加接口電路或者封裝電路的設(shè)計(jì)，并且保證元件與元件之間都是同時(shí)鐘域的寄存器輸入與輸出。對(duì)于跨時(shí)鐘域的異步設(shè)計(jì)，要進(jìn)行同步處理，包括采用雙觸發(fā)器、握手信號(hào)等同步技術(shù)。

2.5 軟硬件協(xié)同驗(yàn)證

軟硬件協(xié)同驗(yàn)證技術(shù)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。軟硬件協(xié)同驗(yàn)證是一種在流片封裝之前，驗(yàn)證嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件是否能夠正確工作的技術(shù)，分為兩個(gè)階段：虛擬原型驗(yàn)證，F(xiàn)PGA原型驗(yàn)證，兩個(gè)階段的驗(yàn)證是反復(fù)迭代、不斷重復(fù)的過(guò)程，從而更加快速有效的驗(yàn)證嵌入式系統(tǒng)功能的正確性。

3 軟硬件協(xié)同驗(yàn)證流程

軟硬件協(xié)同驗(yàn)證有兩個(gè)主要作用：其一軟件開發(fā)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)早期便能訪問硬件，其二為硬件設(shè)計(jì)在投產(chǎn)前提供額外的測(cè)試激勵(lì)。軟硬件協(xié)同驗(yàn)證流程如圖3所示。

軟硬件協(xié)同驗(yàn)證流程大致分為：系統(tǒng)集成前的IP/模塊級(jí)驗(yàn)證，系統(tǒng)集成后的IP/模塊級(jí)驗(yàn)證，系統(tǒng)集成后的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證，以及系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證四個(gè)階段。

3.1 系統(tǒng)集成前使用測(cè)試向量的IP/模塊級(jí)驗(yàn)證

驗(yàn)證主要是針對(duì)IP/模塊的所有功能點(diǎn)的驗(yàn)證，以及片上總線接口的功能驗(yàn)證。對(duì)IP/模塊級(jí)的驗(yàn)證主要使用HDL（硬件描述語(yǔ)言），開發(fā)Testbench（測(cè)試平臺(tái)）和Testcase（測(cè)試用例），給設(shè)計(jì)施加激勵(lì)并觀察其響應(yīng)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，此處的平臺(tái)為系統(tǒng)集成前的測(cè)試平臺(tái)，基于該平臺(tái)能夠簡(jiǎn)潔并全面的驗(yàn)證各IP/模塊的所有功能點(diǎn)。此階段是系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證中最基本單元驗(yàn)證，仿真驗(yàn)證調(diào)試除錯(cuò)手段豐富，容易添加測(cè)試激勵(lì)。

3.2 系統(tǒng)集成后使用測(cè)試程序的IP/模塊級(jí)驗(yàn)證

主要驗(yàn)證的對(duì)象是各IP/模塊的功能點(diǎn)，但是該階段的驗(yàn)證環(huán)境是集成后的系統(tǒng)環(huán)境，并需要開發(fā)軟件測(cè)試程序，測(cè)試輸入是通過(guò)處理器執(zhí)行測(cè)試程序來(lái)完成的，測(cè)試結(jié)果的收集也是通過(guò)處理器來(lái)輸出到外設(shè)或其功能仿真模型，該階段的測(cè)試環(huán)境已經(jīng)接近實(shí)際系統(tǒng)工作環(huán)境。

3.3 系統(tǒng)集成后使用測(cè)試程序的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證

驗(yàn)證的重點(diǎn)不再是各IP/模塊的某個(gè)功能點(diǎn)，而在于通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)級(jí)特性，如模塊間的互操作性、系統(tǒng)互聯(lián)及流控制等是否正常，該階段測(cè)試環(huán)境與第二階段相同，只是測(cè)試重點(diǎn)不同。

3.4 系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證

主要是指將系統(tǒng)置身于真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證，開發(fā)應(yīng)用程序，并按照系統(tǒng)應(yīng)用中的實(shí)際需求，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)通過(guò)挖掘軟硬件之間的并行性，可以克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中軟件開發(fā)滯后于硬件開發(fā)，軟件和硬件分開設(shè)計(jì)而帶來(lái)的弊端，使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程能夠合理高效。隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，EDA工具對(duì)軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)的支持將越來(lái)越多，軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的作用也將越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)

[1]張玢，孟開元.H.264編解碼器軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)研究[D].西安：西安石油大學(xué)，2011.