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大功率整流電源智能CAD系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2012-03-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
1  前言

  隨著有色、冶金、化工等行業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)大功率的需求日益增多。因?yàn)檫\(yùn)行條件不同,使的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)多樣化。傳統(tǒng)的只能替代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作,而對(duì)系統(tǒng)的分析計(jì)算、參數(shù)優(yōu)化、控制仿真、模擬等關(guān)鍵指標(biāo)無(wú)能為力。計(jì)算機(jī)智能設(shè)計(jì)方法(ICAD)的出現(xiàn)為設(shè)計(jì)方法的變革提供了機(jī)遇。ICAD的提出由來(lái)已久,并在機(jī)械、電子、建筑等領(lǐng)域中廣為應(yīng)用[1],但在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中尚屬空白。本文應(yīng)用ICAD方法處理參數(shù)計(jì)算、性能分析、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等智能設(shè)計(jì)任務(wù),開(kāi)發(fā)出了具有一定智能的實(shí)用系統(tǒng)。

  智能CAD系統(tǒng),基于中文windows 平臺(tái),采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法,利用功能強(qiáng)大的VB、Visual C++ 編程。應(yīng)用程序界面采用資源管理樹(shù)型界面,操作直觀,方便簡(jiǎn)單。

2 大功率整流電源設(shè)計(jì)流程

  大功率整流電源通常電流高達(dá)數(shù)十千安培,為高能耗設(shè)備,一般均要求電源效率高,電流紋波小,運(yùn)行可靠,其設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

  首先輸入設(shè)計(jì)要求的原始數(shù)據(jù),如負(fù)載參數(shù)、電網(wǎng)指標(biāo)參數(shù)、工作環(huán)境條件、冷卻方式、結(jié)構(gòu)尺寸限制、進(jìn)出線位置、可靠性要求等;然后根據(jù)這些條件進(jìn)行主整流方案設(shè)計(jì),包括整流結(jié)構(gòu)型式的選擇、整流機(jī)組配置方案的確定、穩(wěn)流控制系統(tǒng)方案的確定、主元件選擇、冷卻方式的選用、裝置結(jié)構(gòu)的選擇等。在此段設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要參考大量的設(shè)計(jì)規(guī)程、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),需要做許多分析、判斷。上述方案設(shè)計(jì)采用技術(shù)十分恰當(dāng);其后再進(jìn)行電氣設(shè)計(jì),包括整流電路主參數(shù)計(jì)算、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等;機(jī)械設(shè)計(jì)包括發(fā)熱計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等;系統(tǒng)性能指標(biāo)分析仿真對(duì)整流電源的靜、動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)行分析。后三個(gè)模塊的工作以數(shù)值計(jì)算為主,所以開(kāi)發(fā)程序采用一般算法語(yǔ)言比較合適。最后階段是設(shè)計(jì)結(jié)果的輸出,包括電路原理圖、裝置結(jié)構(gòu)圖、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、設(shè)備明細(xì)表、系統(tǒng)報(bào)價(jià)、性能曲線等的輸出。

3 智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

  整流電源智能CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了系統(tǒng)集成思想。利用Windows進(jìn)程間通信(IPC)功能,將與機(jī)械CAD、電子CAD、CAE及其它系統(tǒng)和技術(shù)文檔有機(jī)地結(jié)合在一起。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

  其中調(diào)度模塊負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)進(jìn)程及用戶界面的管理,并協(xié)調(diào)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、參數(shù)化繪圖模塊、復(fù)合文檔管理四個(gè)模塊的動(dòng)作。專(zhuān)家系統(tǒng)模塊負(fù)責(zé)處理電源方案設(shè)計(jì)。

  數(shù)據(jù)庫(kù)模塊采用Microsoft Access設(shè)計(jì),它符合SQL標(biāo)準(zhǔn)。由條件數(shù)據(jù)庫(kù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)、元件材料庫(kù)和典型設(shè)計(jì)庫(kù)組成。條件數(shù)據(jù)庫(kù)包括對(duì)整流電源的設(shè)計(jì)要求;目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)存放由專(zhuān)家系統(tǒng)推理或參數(shù)計(jì)算程序求得的結(jié)果;元件材料庫(kù)存放設(shè)計(jì)所需各種元器件及材料性能參數(shù)、價(jià)格等數(shù)據(jù);典型設(shè)計(jì)庫(kù)存放設(shè)計(jì)工程師常用的典型設(shè)計(jì)。以上數(shù)據(jù)庫(kù)均可方便地維護(hù)。

  參數(shù)化繪圖模塊編程采用VB,把專(zhuān)家系統(tǒng)推理或計(jì)算的結(jié)論動(dòng)態(tài)傳遞給VB-ADS應(yīng)用程序的外部定義函數(shù),實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖。采用VB開(kāi)發(fā)AutoCAD參數(shù)化繪圖模塊,它的速度優(yōu)于Au-to LISP,開(kāi)發(fā)效率優(yōu)于C++。

  復(fù)合文檔管理模塊用于集中管理CAD設(shè)計(jì)過(guò)程中不同格式的數(shù)據(jù)文件,通過(guò)OLE應(yīng)用程序,可方便地在同一集成環(huán)境下查詢(xún)、瀏覽甚至編輯不同格式的數(shù)據(jù)文件。


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