外程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静动力强度以及温度场流场电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析，方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。我国在九五计划期间大力推广技术，机械行业大中型企业的普及率从八五末的提高到目前的。随着企业应用的普及，工程技术人员已逐步甩掉图板，而将主要精力投身如何优化设计，提高工程和产品质量，计算机辅助工程分析，方法和软件将成为关键的技术要素。在工程实践中，有限元分析软件与系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面增加设计功能，减少设计成本•缩短设计和分析的循环周期•增加产品和工程的可靠性•采用优化设计，降低材料的消耗或成本•在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题•模拟各种试验方案，减少试验时间和经费•进行机械事故分析，查找事故原因。在大力推广技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。下图是美国旧金山海湾大桥地震响应计算的有限元分析模型。发展方向及重大进展国际上早世纪在年代末年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局在年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了批规模较小但使用灵活价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的英国的法国的美国的和等公司的产品。当今国际上方法和软件发展呈现出以下些趋势特征从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题有限元分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板壳和实体等成功，掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。这个高潮直持续到年非线性结构分析程序引进，时间许多直无法解决的工程难题都迎刃而解了。大家也都开始认识到有限元分析程序的确是工程师应用计算机进行分析计算的重要工具。但是当时限于国内大中型计算机很少，大约只有杭州汽轮机厂的和沈阳鼓风机厂的安装有上述程序，所以用户算题非常不方便，而且费用昂贵。机的出现及其性能奇迹般的提高，为移植和发展版本的有限元程序提供了必要的运行平台。可以说国内软件的发展直是围绕着平台做文章。在国内开发比较成功并拥有较多用户家以上的有限元分析系统有大连理工大学工程力学系的北京大学力学与科学工程系的中国农机科学研究院的和杭州自动化技术研究院的等。但正如上面所述，国外很多著名的有限元分析公司已经从前些年对平台不屑顾转变为热衷发展，对国内程序开发者来说发展版本不再具有优势，而应该从下面几方面加以努力研究开发求解非固体力学和交叉学科的程序经过几十年的研究和发展，用于求解固体力学的有限元方法和软件已经比较成熟，现在研究的前沿问题是流体动力学可压缩和不可压缩流体的流动等非固体力学和交叉学科的问题。由于国内没有类似功能的商品化软件，所以国外的软件就卖得非常贵。为了破这种垄断局面，我们必须发展有自主版权用于分析流体等非固体力学和交叉学科的软件。因为流体力学问题远比固体复杂得多，而且很少有现成的软件可以借鉴，所以需要投入大量的人力和经费。这就必须有国家和大型企业集团来支持。开发具有中国特色的自动建模技术和开发建模技术和的投入比前述课题要少得多，但却可以大大提高软件的性能和用户接受程度，从而起到事半功倍的效果。国内不少人在这方面做了很多工作，但是由于当时机上的图形支撑环境有限，所以开发的效果都不甚理想。中提供了图形标准，为在机上应用可视化图形技术开发提供了强有力的工具。是当今国际上公认的高性能图形和交互式视景处理标准，应用它开发出来的三维图形软件深受专业技术人员的钟爱，目前世界上占主导地位的计算机公司都采用了这标准。正如前面所述，近年来国外有的程序已抛开仿真软件，直接在平台上开发有限元程序。杭州自动化技术研究院年采用图形标准和相应的等编程工具，在机上成功地开发了套可视化有限元程序包。它能直观地通过对菜单窗口对话框和图标等可视图形画面和符号的操作，自动建立有限元分析模型，并以交互方法式实现计算结果的可视化处理，因而可大大提高有限昂分析的效率和精确性，也便于用户学习和掌握。与具有我国自主版权的软件集成前面已经讲过，当今有限元方法的个重要特点是和软件的无缝集成。作为我国自行开发的程序，首先要考虑和我国自主版权的软件集成。因为有限元分析主要用于形状比较复杂的零部件，所以要和具有三维造型功能和软件集成，使设计和分析紧密结合融为体。续体固体力学分析，实践证明这是种非常有效的数值分析方法。而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。所以近年来有限元方法已发展到流体力学温度场电传导磁场渗流和声场等问题的求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题。例如当气流流过个很高的铁塔产生变形，而塔的变形又反过来影响到气流的流动这就需要用固体力学和流体动力学的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓流固耦合的问题。由求解线性工程问题进展到分析非线性问题随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。例如建筑行业中的高层建筑和大跨度悬索桥的出现，就要求考虑结构的大位移和大应变等几何非线性问题航天和动力工程的高温部件存在热变形和热应力，也要考虑材料的非线性问题诸如塑料橡胶和复合材料等各种新材料的出现，仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题，只有采用非线性有限元算法才能解决。众所周知，非线性的数值计算是很复杂的，它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧，很难为般工程技术人员所掌握。为此近年来国些公，在的下降沿将单片机口输出的低位地址信息及，的状态都锁存到内部锁存器。因此，口输出的低位地址信号不需外接锁存器。位通用口，其输入输出的流向可由程序控制。位通用口，功能同口。有两个作用，既可作为通用的口，也可作为口和口的控制信号线，这些可通过程序控制。内部定时计数器信号输入端。内部定时计数器信号输出端。电源集成芯片引脚图步进电机驱动电路步进电机是种用脉冲信号控制的电动机。在负载能力及动态特性范围内，电动机的角位移仅与控制脉冲成正比。在多数情况下，用步进电机作为执行元件的数控系统不需要或转换，可采用较为简单的开环控制，因而成为经济性数控机床最主要的种伺服驱动元件。计算机接口在控制系统中，步进电机的接口电路至关重要，没有它将无法实现微机对步进电机的控制。如前所述，系列单片机含有个并行输入输出口，其中口可以提供给用户使用，作为步进电机及其它控制对象的接口。也可采用或等可编程并行输入输出接口芯片设计扩展接口电路，来控制步进电机即其它外部设备。本系统即采用的口作为步进电机的控制端口。脉冲分配器脉冲分配器又叫做环形分配器，是驱动步进电机必不可少的环节。步进电机的控制方式由环形分配器实现，其作用是将数控装置送来的系列脉冲指令按定的分配方式和顺序,致谢紧张的毕业设计就要结束了。回首这几个月的毕业设计生活，虽然辛苦，但看到自己能顺利的完成毕业设计还时感到由衷的高兴。要想自己的设计从头至尾，每个细节，每步计算都明明白白，做到心中有数。并不是件简单的事情。不下番苦功夫，不花大力气是不可能做到这点的。但只要你用心做了，成功总是伴随你左右的。通过这次设计，我不敢说获得了丰富的知识，但起码也小有收获。这使我在拿到个题目时不再担心害怕，因为在我的脑中已形成了种思考问题解决问题的思路。当然，今后我们工作在个集体中做的只是个工作中的部分，所以我们要学会配合，学会虚心听取别人意见等。这都是在这次毕业设计中我所学到的。最后，我要感谢我的指导老师，在整个毕业设计过程中，不辞辛劳的为我找资料，为我细心的指导讲解各种问题。在此，我要再次衷心的感谢每位帮助我的老师。输送给步进电机的各项绕组，实现电机的正或反转。在数控系统中使用较多的是集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。而在本系统中使用的是软件脉冲分配，通过编程来达到脉冲分配的目的，从而控制步进电机的各项绕组。隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机的励磁绕组。由于步进电机需要的驱动电压较高几十伏，电流也较大，如果将输出信号直接与功率放大器相联，将会引起强电器干扰，轻则影响计算机程序的正常进行，重则导致计算机和接口电路的损坏。所以般在接口电路与功率放大器之间都要加上隔离电路，实现电气隔离，通常使用最多的是光电耦合器。图为光电耦合器与步进电机的接口电路。光电隔离与步进电机接口电路图其它辅助电路设计的时钟电路单片机的时钟可以有两种方式产生内部方式和外部方式。内部方式利用芯片内部振荡电路，在引脚上外接定时元件，如图所示。晶体可在外程师在设计阶段就能精确地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静动力强度以及温度场流场电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。例如分析计算高层建筑和大跨度桥梁在地震时所受到的影响，看看是否会发生破坏性事故分析计算核反应堆的温度场，确定传热和冷却系统是否合理分析涡轮机叶片内的流体动力学参数，以提高其运转效率。这些都可归结为求解物理问题的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析，方法则为解决这些复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径。我国在九五计划期间大力推广技术，机械行业大中型企业的普及率从八五末的提高到目前的。随着企业应用的普及，工程技术人员已逐步甩掉图板，而将主要精力投身如何优化设计，提高工程和产品质量，计算机辅助工程分析，方法和软件将成为关键的技术要素。在工程实践中，有限元分析软件与系统的集成应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面增加设计功能，减少设计成本•缩短设计和分析的循环周期•增加产品和工程的可靠性•采用优化设计，降低材料的消耗或成本•在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题•模拟各种试验方案，减少试验时间和经费•进行机械事故分析，查找事故原因。在大力推广技术的今天，从自行车到航天飞机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。下图是美国旧金山海湾大桥地震响应计算的有限元分析模型。发展方向及重大进展国际上早世纪在年代末年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局在年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了批规模较小但使用灵活价格较低的专用或通用有限元分析软件，主要有德国的英国的法国的美国的和等公司的产品。当今国际上方法和软件发展呈现出以下些趋势特征从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题有限元分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板壳和实体等成功，掀起了应用通用有限元程序来分析计算工程问题的高潮。这个高潮直持续到年非线性结构分析程序引进，时间许多直无法解决的工程难题都迎刃而解了。大家也都开始认识到有限元分析程序的确是工程师应用计算机进行分析计算的重要工具。但是当时限于国内大中型计算机很少，大约只有杭州汽轮机厂的和沈阳鼓风机厂的安装有上述程序，所以用户算题非常不方便，而且费用昂贵。机的出现及其性能奇迹般的提高，为移植和发展版本的有限元程序提供了必要的运行平台。可以说国内软件的发展直是围绕着平台做文章。在国内开发比较成功并拥有较多用户家以上的有限元分析系统有大连理工大学工程力学系的北京大学力学与科学工程系的中国农机科学研究院的和杭州自动化技术研究院的等。但正如上面所述，国外很多著名的有限元分析公司已经从前些年对平台不屑顾转变为热衷发展，对国内程