机电产品现代设计方法大作业
机电机械产品方案的现代设计方法分析
机电机械产品方案的现代设计方法分析摘要：随着社会的发展，人们的机电机械产品的要求也在不断提升，这使得机电机械产品更加复杂，同时产品更新换代的频率更高。
在这种情况下，无疑会给机电机械产品方案的设计带来更大的挑战。
为了促进机电机械产品性能的进一步完善，需要加强对现代设计方法的应用，提升设计水平和设计效果。
基于此，本文就现代设计方法进行探究，仅供大家参考。
关键词：机电机械；产品方案；现代设计方法；系统化设计引言：机电机械产品方案的设计需要结合产品的应用需求，而随着应用需求的提升，方案的设计也将面临更大的挑战，原有的设计方法已经难以满足设计需求，因此需要加强对现代设计方法的应用，提升设计的水平，保障产品方案的科学性，使机电机械产品能够更好地满足人们的应用需求。
1现代设计方法概述人类社会的发展，需要对自然不断进行改造，而设计则是人类改造自然的主要手段之一。
设计从某种角度来讲也是一种创造，需要经历相对复杂的思维过程，对设计人员以及设计方法有着较高的要求。
设计师针对相应的目标，通过分析、规划和决策，最终形成完善的设计方案，并通过制造的方式将设计转化为成果，为人类造福。
而对于现代设计来讲，是建立在传统设计的基础上的，是对传统设计的延伸，同时也在传统设计基础上有所发展。
随着设计经验的积累以及设计水平的提升，逐渐发展成为现代设计。
随着科技的发展，人类对事物客观规律的掌握更加全面，同时人类的思维更加完善，再加之现代设计方法，能够极大地提升设计水平和设计效果，进而为机电机械产品方案的设计奠定基础。
2机电机械产品方案现代设计方法2.1系统化设计应用系统化设计方法，需要转变传统的设计理念，要将设计看做由若干设计要素组成的系统，并且各个设计要素之间既独立又存在着一定的联系，保障将各个设计要素结合后能够形成完善的设计方案。
系统化设计方法并不是一成不变的，而是根据设计者考虑问题的方式和角度不同而发生改变，因此，对于系统化设计来讲，也存在着一定的差异，具体表现在以下几个方面：2.1.1设计元素法将表面参数、功能、效应、形状元素以及效应载体作为设计元素，并应用这些设计元素来描述“产品解”。
现代机械设计大作业
现 代 机 械 设 计 大 作 业——旋片泵的设计 汪浩装备1002班 20102330一、 设计规划1. 产品开发的必要性和市场需求的预测首先根据需求，我们需要能快速得到低真空，因此我们决定了设计一个真空泵以满足需求。
2. 有关产品的国内外水平和发展趋势根据调研，我们得知真空泵有多种多样，有液环式真空泵、往复式真空泵、旋片式油封机械泵、滑阀式油封机械泵、罗茨式真空泵、爪式真空泵、涡旋式真空泵、分子真空泵、水喷射泵、蒸汽喷射泵、油扩散泵、油扩散喷射泵、低温泵、溅射离子泵等。
并且通过调查可知道各个泵的性能指标和技术指标。
3. 预期达到的目标，包括设计水平、技术要求1) 极限真空度：Pa 2100.6-⨯2)名义抽速：s L /8 3)泵的工环境做温度为5～40℃。
二、方案设计 1. 原理方案设计由于是抽粗真空，一并考虑加工的方便、价格因素以及技术的成熟，我们选择旋片泵作为设计方案。
并且其中型号为2XZ 系列双级高速直联旋片泵的为最优，而旋片泵又有一下技术指标。
1) 泵在100KPa ～6KPa 的入口压力下，连续运转时间不应超过3min ，并在入口通大气时，1min 内无油喷现象。
2) 泵必须附气镇装置，以抽除一定量的可凝性气体。
3) 泵不应有漏油现象，水冷泵不得漏水。
4) 泵设计时几何抽速应为抽气速率的1～1.2倍。
5)泵在连续运行500小时候，性能指标应符合标准的规定。
旋片泵工作原理图1-泵体；2-旋片；3-转子；4-弹簧；5-排气阀2. 结构方案设计根据相关手册以及其标准规定，我们能先初步制作出该泵的结构简图，以方便下一步设计。
结构简图三、技术设计决定了泵的型号之后，考虑到和泵的匹配问题，先选择对应的电机型号，我们从功率、转速、工作环境以及电源条件选择了卧式封闭型Y(IP44)系列三相交流异步电动机B35型。
一并选取泵的加工材料。
之后根据设计方案原理，我们选择旋片数为2片，考虑加工的因素选择泵的长径比为1，根据相关设计手册规定，以及加工和造型，我们选择转子直径与泵腔直径比为0.8。
现代设计方法大作业
TRIZ理论在风力发电中的应用当今社会面临着各种能源危机，石油、煤炭、天然气将会枯竭, 人类将如何去应对？风能是一种环保型能源, 加大风能的利用, 将会大大改善能源的危机感, 利用风能发电是现在利用程度最广泛的方式。
虽然风力发电给人们带来了环保能源, 但是在风力发电过程中, 也存在大量的问题, 本文就风车发电叶片容易断裂及折断，结合TRIZ理论及创新软件Creax Innovation Suite 对其进行分析, 得出改进解决方案。
1、TRIZ的主要理论与方法TRIZ的含义是发明问题解决理论, TRIZ理论是由前苏联发明家G. S. Altshuller在1946年创立的。
现代TRIZ理论的核心思想主要体现在3个方面: 首先，无论是一个简单产品, 还是复杂的技术系统, 其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的, 即具有客观的进化规律和模式。
其次, 各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。
再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。
TRIZ理论的解题模式与思路如下: 将待解决的问题转化为问题模型（利用39个工程参数）, 然后利用技术矛盾, 根据矛盾矩阵表从40条创新原理中抽取可利用的原理, 得出解决方案模型, 最终结合现实技术来解决实际问题。
Creax Innovation Suite是一套简单、结构化、系统化及可预测性的创新流程分析软件, 可用来处理问题及找出创新方案, 让使用者更系统地处理工程方面的问题, 其对扩大产品研发、产品的制程改进和预防缺陷及其处理方式上有着重要的贡献。
1.1冲突解决理论冲突是创新设计中经常要遇到的一类问题, 又是最难解决的一类问题, 可以说创新就是在解决冲突中产生的。
发明问题的核心就是解决冲突, 而解决冲突所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或性能的同时, 不能对系统或相邻系统中的其他零部件或性能造成负面影响。
冲突可分为三类：即管理冲突、技术冲突和物理冲突。
现代机械设计理论和方法大作业
现代机械设计理论和方法大作业要求：（1）调查研究，制作简单可行性报告。
（2）确定主要的设计参数和技术指标。
（3）对主功能进行分解，绘制功能系统图和功能结构图。
（4）找到作用原理实现功能要求，建立形态力学矩阵，选择最优方案。
（5）绘制各子功能的结构简图。
（6）绘制设备的总体布局简图，体现各子系统的位置与相互联系。
（7）绘制各执行机构的运动循环图。
复合多功能衣架这学期的《现代机械设计理论和方法》这门课，确实受益匪浅，尤其是在两位老师的引导下，我开始留意生活，留意生活中得不便之处，然后提出一些解决的想法。
我觉得这个思想对我的影响很大，正如现在我想介绍的这个衣架，正是由于我在家庭生活中获得的灵感。
一、简单可行性报告在大多数农村地区，房屋中没有专门的阳台，很多人都在空地上晒衣物，当人们外出时，突然起风或下雨的时候没办法收衣服，回家后衣服不是掉地上就是洗好得衣服又给淋湿了，于是我便萌生了设计一个能防风防雨的多功能衣架的想法。
1.1市场调查分析1.1.1市场描述一些较老的宿舍或者农村家庭，一般会把衣服晾在外边，这就免不了会受到风吹雨淋。
尤其是在没人看的时候，比如在学校学生们上课顾不上看，晾在宿舍有晾不好，再如就是每天上班的人也没有时间去看管晾在外边的衣服。
我们的产品将填补这一项市场空白，他们的生活带来便利，也为所有在室外晾衣服的人群带来了福音。
这个市场是巨大的，不论在乡村还是在城市，无论在学校还是工厂，虽然该产品属于一项新的发明，而且在市场上也没发现同类产品，这就更加提升了我的这种产品的实用性和竞争力。
尤其是将防风防雨两种功能集成在一起，使其具有多功能性：1)能避免被风刮下来。
2)不怕雨淋3)加上衣架上特殊的设计，使得该种衣架能晾多种类型的东西而不仅仅是衣服。
1.1.2 目标市场我们将目标市场定义为：农村家庭、没阳台的宿舍、室外晾衣服的人群等，我们的产品拥有以下优势；填补这个市场防风防雨组合衣架的空白，产品的多功能性，产品的便利性，产品的组合性，以及产品的不同组合形成的不同价位更使得这款产品拥有了广泛的人群支持和广泛的选择性。
现代设计方法大作业
机电工程学院现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析学号：S314070064专业：机械工程学生姓名：***任课教师：*** 教授2015年1月基于汽车噪声的TRIZ分析一对技术系统进行初步分析1.选择系统。
我所选择的系统是汽车。
2.系统的三维图，如图1所示。
图1 汽车的三维图汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。
四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。
汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。
图2 四冲程汽油机工作循环图（1）进气行程化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。
进气行程中，进气门打开，排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。
这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。
（2）压缩行程为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。
在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。
（3）作功行程在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。
可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。
高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。
现代设计方法在机电产品中的应用
现代设计方法在机电产品中的应用现代设计方法在机电产品中的应用摘要：机电行业的产品，其技术来源是机电一体化技术，而机电一体化技术又是一门新兴的交叉学科。
它所涉及的主要技术科学领域既包括有：传统的机械设计、微电子技术、经典控制理论等内容，同时包括了现代信息处理技术、现代设计方法、软件工程，以及自适应控制、模糊识别、系统仿真、人工智能等现代控制技术。
而且随着现代科学技术的发展，这些学科之间以及这些学科与其他学科之间的相互渗透将会越来越多，它们之间的界限将越来越模糊。
关键词：机电产品现代设计方法应用指导性作用目前，从机电产品的需求来看，我国国内各个企业都需要效率高、质量好、价格便宜的产品，由于产品的质量、性能等都是由其设计决定的，因此为达到以上需求，必须从产品的设计着手，提高产品的设计水平，是提高产品竞争能力的关键。
近几十年来，随着我国科学技术的迅速发展，我国各项产品的设计水平不断提高，发生了较大的变革。
一批新的方法、技术不断涌现，大大提高并加快了产品的设计水平与速度。
1、现代机电产品的发展趋势随着相关学科的发展，与传统的机电产品相比，现代机电产品发展总的趋势呈现为：1.1.智能化方向发展随着计算机技术的迅速发展，人工智能已在各学科广泛采用，而人工智能技术与机电一体化技术的结合，导致了智能机械（如机器人、智能仪表）的出现。
不少工厂也逐步实现了工厂管理、生产的自动化和无人化；1.2.小型化、轻量化方向发展由于微电子技术和纳米技术的发展，加速了机电一体化技术发展的进程，机电产品也越做越小、质量也越来越轻；1.3.综合化方向发展由于现代机电产品涉及的领域越来越多，不仅涵盖了机、电、磁、声等领域，也实现了与信息论、控制论、系统论的集成。
技术含量也越来越高，产品的结构越来越复杂、功能越来越齐全；1.4.高可靠性方向发展机电产品集机械产品和电子产品于一体，而且使用机电产品的场合也越来越多，环境也越来越复杂，对于现代的机电产品而言，势必要求其具有较高的可靠。
机电产品规划与创新课程大作业
能使用金属材料，应该选择实心的塑料球，球的直径必须比真
空管的半径略大一点。
发射装置给小球的能量必须能让小球达到最大的高度比计时
器 2 的高度大，但不能撞到真空管的顶部。
两个计时器采用 E01-111C-L02 多功能计时器和光电门结合的
装置，精度可达到 0仪中心的气泡处在圆盘的中心。
之间的值为 500±0.027mm，计时器的误差为 0.1ms，仪器安装的精度
误 差 估 计 值 为 0.1。 这 样 整 个 设 备 测 出 的 数 据 的 误 差 大 概 在 ±
0.0001m/s2。
（5）加工制作该设备的成本估计
项目
真空管 发射装置 光电门
多功能计 基座加工 其他 时器
费用（元） 500
两个飞行器拉紧后，对接机构上的驱动电机将带动钢丝绳系统， 将两个连接器面上的密封圈压缩，保持密封。 （8）刚性连接
对接锁之间锁紧之后，飞行器之间实现“刚性连接”，互相合成 一体。拉紧、密封和刚性连接共需 220 秒。
当两个飞行器对接顺利后，中间会形成直径 0.8m 的通道，可以让 航天员往返于“神舟八号”和“天宫一号”之间（如图 7 所示）。
只有真空管和基座垂直时还不够，最终的目的是保证真空管和 水平面垂直。所以，使用时就要对基座进行调节，使基座和水 平面保持平行。
发射装置和真空管安装时的同轴度也要较高要求。 两个计时器设备对准真空管的轴线，而且与基座上表面保持平
行。它们之间的安装精度在±0.027mm 之间。 小球的选择：为了减小电场和磁场对测试结果的影响，小球不
在概念设计时可能会有很多种完全不同的概念，这就要求我们对 这些概念进行评价，从中选择最好的概念解，以便根据它进行产品设 计。 （5）产品开发（Product Development）
现代设计方法大作业
机电工程学院现代设计方法大作业基于汽车噪声的TRIZ分析学号：S*********专业：机械工程学生姓名：***任课教师：*** 教授2015年1月基于汽车噪声的TRIZ分析一对技术系统进行初步分析1.选择系统。
我所选择的系统是汽车。
2.系统的三维图，如图1所示。
图1 汽车的三维图汽车工作原理：汽车的行驶主要靠发动机来带动，以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机是将空气与汽油或柴油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。
四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。
汽油机简图及其具体运动过程如图2所示。
图2 四冲程汽油机工作循环图（1）进气行程化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。
进气行程中，进气门打开，排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。
这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。
（2）压缩行程为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。
在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。
（3）作功行程在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。
可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。
高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。
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课程名称：机电产品现代设计方法上课时间：2014年春季雷达底座转台设计姓名：学号：班级：1108103所在学院：机电工程学院任课教师：金天国张旭堂1．设计任务雷达底座转台设计：一个回转自由度，如下图1.1所示。
图1.1承载能力：500kg被测件最大尺寸：台面跳动：0.02mm台面平面度：0.02mm台面布置T型槽，便于安装负载方位转角范围：具有机械限位和锁紧机构角度位置测量精度：角度位置测量重复性：角速范围：2．设计流程根据机电产品现代设计方法，其设计流程大致如下图2.1所示。
图2.1根据上图所示，整个设计过程可分为四个阶段：功能设计、总体方案设计、详细设计和设计。
功能设计部分，是在结合所给出的重要性的要求及用户可能的功能目标需求的前提下，对转台的功能进行定义分析，将每一个功能细化为一个个的功能元，利用QFD图对实现各种功能的所对应的技术的相对重要性进行分析，相对重要性较高的功能技术便是设计的重点所在。
总体方案设计部分，通过利用SysML语言来明确各部分之间的功能参数和参数约束关系，并完成草图的设计。
详细设计部分，需要使得零件实现其预定的功能，并保证其精度和强度的设计要求。
在详细设计阶段主要是利用cad等三维建模软件，完成系统的3D图，并生产对应的2D图，完成整个设计。
对于重要的零部件需要利用有限元软件进行仿真分析，保证其可靠性。
最后还需要应用动力学和运动学仿真软件进行相关的动力学和运动学分析，确定设计系统满足功能目标要求。
设计总结部分，是对整个设计过程进行反思和总结，考虑整个设计过程中存在的不足和所运用的相关知识。
3.QFD需求-功能-技术分析QFD(全称Qualification Function Deployment)，是用来对所设计的系统进行总体设计规划的工具。
QFD主要功能是能够实现工程设计与消费者或用户需求之间的紧密连接，根据消费者需求和用户目标实现对设计过程的实时修改和控制，把用户的功能目标在整个设计过程中得以体现，并根据需求的重要性对整个系统做出相应的设计规划，有重点的进行设计。
本设计根据用户对于雷达底座转台的功能重要性的需求，首先给出其需求和功能之间的联系，如下图3.1所示的质量屋，屋顶为系统的功能，包括驱动元件的转速、体积、重量，及传动元件和传感器的可靠性等，左侧围用户对于系统的功能目标的需求，由用户直接给出的功能，如角度位置测量精度：、角度位置测量重复性：、角速范围：等和用户潜在的功能需求，如人机交互、成本、节能等方面的需求组成。
图 3.1中各功能需求后面的数字代表着这些功能的相对重要性，即importance of whats，其数字越大代表其重要性越高，用户对于这些需求的重要性之和应该等于100。
质量屋屋顶代表各部分功能之间的相互联系，分为positive、negative和不明确三种情况。
图3.1根据功能需求的质量屋可以计算出各部分功能的相对重要性，其相对重要性如下图3.2所示。
由图中可以看出，驱动元件转速、传感器精度、传感器分辨力及其灵敏度等相对重要程度较高。
图3.2在功能需求关系确定之后，可以进一步根据功能的重要性建立与实现相关功能的技术手段之间的重要性和联系，如下图3.3功能技术图所示。
功能技术图的屋顶是实现相关功能可能用到的相应技术手段，与功能需求图相同，屋顶不同的符号表示不同技术手段之间的相关性，也分为positive、negative和不明确三种情况。
左侧是在功能需求图的基础上，把功能需求图中得到的有关功能及其对应的重要性移植到功能技术图中。
具体情况可以参看图3.3所示，图的最下方是计算所得的相关技术手段的对应的重要程度的数值。
图3.3根据上面的功能技术的质量屋可以计算出各部分技术的相对重要性，其相对重要性如下图3.4的柱状图所示。
由图可以看出，电动机、编码器、感应同步器、压电加速度传感器等的重要程度较高，也说明在实现用户所要求的功能目标的众多技术手段中，上述这些技术相对更适合所设计的系统。
例如，在动力源的选择上，既有液压马达，又有电动机，综合考虑其他因素后，电动机的重要性明显高于液压马达，由此可知系统的动力源应该选用电动机而不是液压马达，这样个有利于和其他技术手段之间的协调性和兼容性。
综上所述可知动力源的选择是电动机，位置传感器选择编码盘，加速度传感器选择是压电加速度传感器，变速机构综合考虑是选用可以变速的电动机代替变速机构，故电动机应该选用可以变速的电动机。
图3.44.总体方案设计SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。
在这里我们绘制参数图如下。
在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。
图4.1用SolidWorks软件进行产品初步建模如下图所示：图 4.25底座转台关键件有限元分析5.1台面结构有限元分析在考虑转台的台面尺寸设计时，由于所要求的载荷的尺寸为，故台面尺寸应该大于或等于该尺寸，为了保证安装的可靠和操作方便，可以给台面留下一定的余量，因此，选择台面的尺寸为，留下100mm的余量，其台面图如下图5.1图所示。
台面图5.1对于台面厚度的确定，主要需要考虑台面的强度、以及台面在载荷的作用下的变形情况。
由于这已经超出材料力学的范围，因此我们无法定量地去实施计算。
我们决定用如上图所示的仿真模型来进行仿真。
最终确定台面厚度取50mm可以得到一个比较好的结果。
台面取50mm厚时其应力应变图如下：应变图5.2应力图5.36.ADAMS/MATLAB联合仿真航天产品中机电类产品占据了大多数，在传统的机电一体化系统设计过程中，机械工程师和控制工程师虽然在共同设计开发一个系统，但是他们各自都需要建立一个模型，然后分别采用不同的分析软件，对机械系统和控制系统进行独立的设计、调试和试验，最后建造一个物理样机，进行机械系统和控制系统的联合调试。
如果发现问题，机械工程师和控制工程师又需要回到各自的模型中，修改机械系统和控制系统，然后再进行物理样机联合调试，下图说明了这个过程。
图6.1使用MSC.ADAMS仿真软件，机械工程师和控制工程师可以共享同一个样机模型，进行设计、调试和试验。
可以利用虚拟样机对机械系统和控制系统进行反复的联合调试，直到获得满意的设计效果，然后进行物理样机的建造和调试。
下图说明了这个过程。
图6.2显然，利用虚拟样机技术对机电一体化系统进行联合设计、调试和试验的方法，同传统的设计方法相比较具有明显的优势，可以大大地提高设计效率，缩短开发周期，降低开发产品的成本，获得优化的机电一体化系统整体性能。
MSC.ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 软件是美国MSC公司的旗帜产品，是虚拟样机领域非常优秀的软件。
它的功能很强大，如：给用户提供了友好的界面、快速简便的建模功能、强大的函数库、交互式仿真和动画显示功能等等。
另外，MSC.ADAMS/Controls模块提供了与许多控制系统软件( 如MATLAB，MATRIX X，EASYS5等)的接口功能。
利用这些软件，可以把机械系统仿真与控制系统仿真结合起来[1]。
为此，本报告专门就ADAMS中如何实现机械和控制一体化仿真做一个总结。
图6.3该协同仿真分析包括以下四个基本步骤，如下图所示。
构造ADAMS 机械模型确定ADAMS的输入和输出构造控制系统方框图机电系统仿真分析图6.4（1）构造ADAMS/View样机模型使用ADAMS/Controls模块进行机电一体化系统联合分析前，首先应该构造ADAMS/View的机械系统样机模型，或者输入已经构造好的机械系统样机模型。
机械系统样机模型中包括几何模型、各种约束和作用力等。
（2）确定ADAMS的输入和输出需要通过ADAMS/View或ADAMS/Solver中的信息文件或启动文件，确定ADAMS的输入和输出。
这里，输出是指进入控制程序的变量，表示从ADAMS/Controls输出到控制程序的变量。
而输入是指从控制程序返回到ADAMS的变量，表示控制程序的输出。
通过定义输入和输出，实现ADAMS和其他控制程序之间的信息封闭循环。
这里所有程序的输入都应该设置为变量，而输出可以是变量或是测量值。
（3）构造控制系统方框图控制系统方框图是用MATLAB、MATRIX 或EASY5等控制分析软件编写的整个系统的控制图，ADAMS/View的机械系统样机模型被设置为控制图中的一个模块。
（4）机电系统仿真分析最后，可以对机电一体化系统的机械系统和控制系统进行联合仿真分析。
在ADAMS/View中建好的样机机械模型如图18所示。
该模型主要由马达、减速齿轮、转盘、支撑杆、仰角轴承及其天线组成，它们之间通过一定的约束关系连接在了一起。
图6.5（6）确定ADAMS 的输入和输出雷达天线的机械系统和控制系统之间的输入和输出关系，如图10所示。
从图10可以看到，向雷达的机械系统输入一个控制力矩（control_torque ），雷达的机械系统则向控制系统输出天线仰角的方位角（azimuth_position ）和马达转速（rotor_velocity ）。
ADAMS模型MATLAB控制系统输入控制力矩输出方位角和马达速度图6.6ADAMS/Controls 程序和控制程序MATLAB 之间，通过相互传递状态变量进行信息交流。
因此必须将样机模型的输入和输出变量，及其输入和输出变量引用的输入和输出函数，同一组状态变量联系起来。
图11给出了定义状态变量的对话框。
模型中共定义了4个状态变量：天线方位角（azimuth_position ），控制力矩（control_torque ），天线高低角（elevation_position ），马达转速（rotor_velocity ）。
定义好状态变量后就可以通过ADAMS/Controls 接口定义机械系统和控制系统间的输图6.7入输出变量。
（7）构造控制系统方框图控制系统建模的目的是建立一个机械和控制一体化的样机模型，通过ADAMS方框图添加控制系统，实现控制系统的建模，基本步骤如下：具体步骤如下：（1）启动Matlab程序1）启动Matlab程序，显示Matlab命令窗口界面。
2）在Matlab命令输入提示符”>>”或”?”处，输入ant_test（ant_test文件的全名为ant_test.m，是在ADAMS/Controls中定义后自动输出的），Matlab返回相应的结果。