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大功率整流電源智能CAD系統
作者：
時(shí)間：2012-03-09
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 前言
隨著(zhù)有色、冶金、化工等行業(yè)的迅速發(fā)展，對大功率整流電源的需求日益增多。因為運行條件不同，使整流電源的設計呈現多樣化。傳統的計算機輔助設計只能替代結構設計等工作，而對系統的分析計算、參數優(yōu)化、控制仿真、模擬等關(guān)鍵指標無(wú)能為力。計算機智能設計方法（ICAD）的出現為設計方法的變革提供了機遇。ICAD的提出由來(lái)已久，并在機械、電子、建筑等領(lǐng)域中廣為應用［1］，但在整流電源設計領(lǐng)域中尚屬空白。本文應用ICAD方法處理參數計算、性能分析、設計評價(jià)等智能設計任務(wù)，開(kāi)發(fā)出了具有一定智能的實(shí)用系統。
智能CAD系統，基于中文windows 平臺，采用面向對象的程序設計方法，利用功能強大的VB、Visual C＋＋ 編程。應用程序界面采用資源管理樹(shù)型界面，操作直觀(guān)，方便簡(jiǎn)單。
2 大功率整流電源設計流程
大功率整流電源通常電流高達數十千安培，為高能耗設備，一般均要求電源效率高，電流紋波小，運行可靠，其設計流程如圖1所示。
首先輸入設計要求的原始數據，如負載參數、電網(wǎng)指標參數、工作環(huán)境條件、冷卻方式、結構尺寸限制、進(jìn)出線(xiàn)位置、可靠性要求等；然后根據這些條件進(jìn)行主整流方案設計，包括整流結構型式的選擇、整流機組配置方案的確定、穩流控制系統方案的確定、主元件選擇、冷卻方式的選用、裝置結構的選擇等。在此段設計過(guò)程中，需要參考大量的設計規程、設計經(jīng)驗，需要做許多分析、判斷。上述方案設計采用專(zhuān)家系統技術(shù)十分恰當；其后再進(jìn)行電氣設計，包括整流電路主參數計算、控制系統設計、保護系統設計等；機械設計包括發(fā)熱計算、結構設計、冷卻系統設計等；系統性能指標分析仿真對整流電源的靜、動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)行分析。后三個(gè)模塊的工作以數值計算為主，所以開(kāi)發(fā)程序采用一般算法語(yǔ)言比較合適。最后階段是設計結果的輸出，包括電路原理圖、裝置結構圖、設計計算書(shū)、設備明細表、系統報價(jià)、性能曲線(xiàn)等的輸出。
3 智能設計系統的結構
整流電源智能CAD系統的設計體現了系統集成思想。利用Windows進(jìn)程間通信（IPC）功能，將專(zhuān)家系統與機械CAD、電子CAD、CAE及其它系統和技術(shù)文檔有機地結合在一起。系統結構見(jiàn)圖2。
其中調度模塊負責設計進(jìn)程及用戶(hù)界面的管理，并協(xié)調專(zhuān)家系統模塊、數據庫模塊、參數化繪圖模塊、復合文檔管理四個(gè)模塊的動(dòng)作。專(zhuān)家系統模塊負責處理電源方案設計。
數據庫模塊采用Microsoft Access設計，它符合SQL標準。由條件數據庫、目標數據庫、元件材料庫和典型設計庫組成。條件數據庫包括對整流電源的設計要求；目標數據庫存放由專(zhuān)家系統推理或參數計算程序求得的結果；元件材料庫存放設計所需各種元器件及材料性能參數、價(jià)格等數據；典型設計庫存放設計工程師常用的典型設計。以上數據庫均可方便地維護。
參數化繪圖模塊編程采用VB，把專(zhuān)家系統推理或計算的結論動(dòng)態(tài)傳遞給VB-ADS應用程序的外部定義函數，實(shí)現參數化繪圖。采用VB開(kāi)發(fā)AutoCAD參數化繪圖模塊，它的速度優(yōu)于A(yíng)u-to LISP，開(kāi)發(fā)效率優(yōu)于C＋＋。
復合文檔管理模塊用于集中管理CAD設計過(guò)程中不同格式的數據文件，通過(guò)OLE應用程序，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據文件。
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