電機(jī)cad技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展
蘆 剛 李聲晉 劉衛(wèi)國 李鐘明 (西北工業(yè)大學(xué)）
【摘要】扼要介紹電機(jī)cad技術(shù)的意義及其特點(diǎn)，針對(duì)目前電機(jī)cad行業(yè)的現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)行電機(jī)cad存在的缺陷，結(jié)合其它行業(yè)cad的研究，指出了未來電機(jī)cad的發(fā)展趨勢(shì)。
【敘詞】電機(jī)cad現(xiàn)狀發(fā)展
1電機(jī)cad技術(shù)的意義
電機(jī)cad，即計(jì)算機(jī)輔助電機(jī)設(shè)計(jì)，是cad(computer aided design)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的具體應(yīng)用之一；cad技術(shù)能把計(jì)算機(jī)的快速、準(zhǔn)確、直觀和設(shè)計(jì)者的邏輯思維、綜合分析能力及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來，加速了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了產(chǎn)品和工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量、效率，降低了物質(zhì)損耗和工程造價(jià)，cad技術(shù)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。國外較早地開展了對(duì)cad技術(shù)的研究，目前已遍及機(jī)械、電子、航空航天、汽車、造船、輕紡等行業(yè)，且已在產(chǎn)品更新?lián)Q代、新品開發(fā)，企業(yè)改造、自動(dòng)化生產(chǎn)線監(jiān)控等方面發(fā)揮了巨大作用；較著明的美國ge公司、英國的lucas公司、酲本三菱株式會(huì)社，其中大部分電機(jī)都是在cad、cam、cat工程中開發(fā)的，從而大大增強(qiáng)了其產(chǎn)品的國際競(jìng)爭(zhēng)力。國內(nèi)cad技術(shù)起步較晚，各領(lǐng)域的應(yīng)用研究和圉外差距就更明顯，而電機(jī)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)元件，其cad研究之重要性是明顯的。正因如此，“七五”期間，機(jī)電部有針對(duì)地開展了中小型電機(jī)的cad研究，有效地提高了中小型電機(jī)的設(shè)計(jì)效率。
當(dāng)前“以市場(chǎng)為導(dǎo)向、唯質(zhì)量求生存”已成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制轉(zhuǎn)換后每個(gè)企業(yè)必須面對(duì)的事實(shí)；而傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式（設(shè)計(jì)、加工、測(cè)試）將無法滿足市場(chǎng)對(duì)企業(yè)的要求，如何提高企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)能力，以期使產(chǎn)品多品種、上水平、勤換代，從而提高產(chǎn)品在國內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)變能力。****辦法是依靠科技進(jìn)步，靠建立在先進(jìn)的電機(jī)cad、cam、cat等現(xiàn)代手段基礎(chǔ)上的自主開發(fā)能力。實(shí)踐證明，電機(jī)cad技術(shù)不但可以創(chuàng)造明顯的經(jīng)濟(jì)效益，更是企業(yè)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的根本保證。
2電機(jī)設(shè)計(jì)及cad的特點(diǎn)
電機(jī)設(shè)計(jì)是一門古老且較成熟的技術(shù)，但傳統(tǒng)的電機(jī)設(shè)計(jì)受計(jì)算手段的限制，將本應(yīng)是電機(jī)電磁場(chǎng)求解的問題，通過一定的簡(jiǎn)化、等效規(guī)則而轉(zhuǎn)化成電路和磁路的分析計(jì)算，因此電機(jī)設(shè)計(jì)就簡(jiǎn)化成針對(duì)給定的技術(shù)指標(biāo)，按照電機(jī)的電磁關(guān)系并經(jīng)反復(fù)的假設(shè)、分析、計(jì)算、校核而最終完成；而cad正是利用計(jì)算機(jī)的快速計(jì)算和邏輯分析，并沿著一定的設(shè)計(jì)思路輔助設(shè)計(jì)員進(jìn)行設(shè)計(jì)。
由于電機(jī)設(shè)計(jì)過程中的未知設(shè)計(jì)參數(shù)很多，且許多電磁參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)之間無法用顯式解析函數(shù)表示，而必須通過設(shè)計(jì)分析而最終完成。因此，電機(jī)設(shè)計(jì)過程實(shí)際上就是求解多米知數(shù)的不定式隱式方程。電機(jī)設(shè)計(jì)及cad的特點(diǎn)為：
a． 反復(fù)求解多未知數(shù)、非線性、隱式不定式方程組時(shí)，必然要經(jīng)過反復(fù)的假設(shè)、多方位、全過程地修改、分析、計(jì)算，因此cad的特點(diǎn)應(yīng)首先體現(xiàn)在如何能輔助設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確地找到****方案。
b．電機(jī)設(shè)計(jì)及cad都要頻繁地牽涉到大量的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)、曲線、圖及各種標(biāo)準(zhǔn)，如何將這些成熟的數(shù)據(jù)集成，且有效、方便地為設(shè)計(jì)人員服務(wù)，也是一個(gè)理想的電機(jī)cad必須具有的特點(diǎn)。
c．傳統(tǒng)的電機(jī)設(shè)計(jì)能充分體現(xiàn)電機(jī)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意識(shí)，即設(shè)計(jì)過程是否前進(jìn)或折返，完全由設(shè)計(jì)者自定，而cad其執(zhí)行過程必須予先固定，這就存在如何構(gòu)造cad的操作環(huán)境，以便擺脫“cad過程就是被動(dòng)的應(yīng)答過程”，從而真正達(dá)到cad的本意。
3電機(jī)cad的現(xiàn)狀
微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及性能價(jià)格比的不斷提高，cad技術(shù)的發(fā)展及在各行業(yè)中成功地應(yīng)用，促進(jìn)了電機(jī)cad技術(shù)的發(fā)展和普及推廣，尤其是近年來，改革開放的深入，市場(chǎng)意識(shí)的加強(qiáng)，產(chǎn)品更新周期的縮短，無疑，采用先進(jìn)的電機(jī)cad技術(shù)，必然會(huì)加速電機(jī)產(chǎn)品的研制，提高電機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和計(jì)算精度。與其它c(diǎn)ad技術(shù)一樣，電機(jī)cad也是借助計(jì)算機(jī)的高速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理能力來輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)的，但曰前大部分電機(jī)cad軟件存在以下缺點(diǎn)：
a．電機(jī)cad的層次低，即目前的電機(jī)cad軟件大部分僅僅是電機(jī)設(shè)計(jì)公式的翻譯，使用及修改很不方便，設(shè)計(jì)者只能處于被動(dòng)的應(yīng)答狀態(tài)，且cad軟件的通用性很差。
b．電機(jī)cad功能單一，即電機(jī)cad軟件僅僅是分析計(jì)算、優(yōu)化或 |
