企业如果想在激烈的竞争中占领市场,就必须具备快速创新产品的设计能力,而一件创新产品的实际意义是靠用户的满意度来衡量的。对于制造业来说,拥有快速有效的创新设计方法是至关重要的。经过学者长期的研究发现,在产品的整个设计过程中,设计的前期工作的重要性占了整个产品开发过程的60%—70%。设计的前期工作主要是分析用户需求及产品设计要求,并根据要求确定设计方案。因此,更多的设计者逐渐把工作重点放在了设计的前期,即概念设计。概念设计是一种全新的设计方法,它从用户的需求出发,对产品的功能进行抽象化分析,并运用各学科的知识进行功能向行为映射,从而得出最好的概念产品设计方案。 本文首先对概念设计的发展现状做了简单介绍,然后针对现代产品的设计特点,对机电一体化概念设计方法进行了分析研究,总结概括出了一套机电一体化产品的概念设计方法,并将其应用于汽车防抱死刹车系统的创新设计中。 汽车防抱死制动系统(ABS)发展到今天已经是比较完善,要想得到这个研究领域的创新就必须运用更加有效的设计方法。本文采用全新的机电一体化概念设计方法,对整个汽车制动系统进行了重新设计,最终得出理想的设计方案。 本文在设计过程中,根据汽车运行特性对制动系统进行了功能分析,并通过借鉴现有的研究成果和本人的改进设计,对功能元进行原理求解,在评价得到若干方案后,运用MATLAB仿真比较得出最优方案。本文在改进设计中,尝试采用了μ-s自寻优控制方法,并在制动系统中增加了制动压力反馈,通过轮速与制动压力双环路控制,达到控制滑移率变化的作用。本文经过概念设计得到的制动系统设计方案,不仅缩短了制动距离和制动时间,而且降低了制动油压,提高了安全性,更重要的是能够识别不同路面的变化,自动给出最合适的刹车力矩,起到了智能化的作用,因此又可称为智能剎车系统(IBS)。 概念设计是不断发展和完善的,随着各类学科的进步,概念设计的内容也会得到不断地扩大和丰富。