摘要 提出了機電一體化產品控制系統概念設計的一種方法：首先建立機電一體化產品使用者需求模型，然後通過分析產品的功能結構圖中的訊號流，提出控制系統多種控制方案，最後利用目標評價樹的方法來選取最佳的控制方案．在全自動滴丸機概念設計階段，利用該方法對控制系統進行設計．
關鍵詞機電一體化；概念設計；使用者需求模型；功能結構圖：目標評價樹
O 引言
機電一體化系統設計過程中，概念設計是整個設計的關鍵，因為一旦概念設計被確定，產品設計的60％～70％也就確定了“1．機電一體化系統不同於一般的機械，機電一體化是在機械主功能、動力功能、資訊功能和控制功能上引進微電子技術，並將機械裝置與電子裝置用相關軟體有機結合而構成系統的總稱嘲．它的設計比一般機械產品的設計更為複雜．在機電一體化產品的概念設計過程中，發明問題解決理論(TRIZ)、公理設計、Pahl及Beitz理論和質量功能佈置(quality function deployment，QFD)等產品設計理論同樣適用，但設計的過程更具複雜性、創新性，多目標性、多解性．機電一體化系統是“機”與“電”的有機融合，如何在概念設計階段體現出“電”的設計思想，是機電系統概念設計中一個很重要的方面．下面內容將闡述機電產品概念設計中如何進行控制系統的設計．1機電一體化產品控制系統概念設計過程1．1使用者需求模型1．1．1使用者需求分解概念設計起始於使用者需求的獲取和需求分析後的階段，由設計者和使用者共同完成嘲．因此，概念設計不僅需要設計人員的設計經驗、設計知識，而且要充分反映使用者的需求．使用者需求可以通過市場調查獲得，但是最初的使用者需求表達的是使用者自己的意願，對於設計者來說可操作性不強，像“效率高”，“故障率低”這樣的使用者需求是比較模糊和籠統的，很難使設計者完全把握使用者的需求，對此可以將使用者需求進行細分．機電一體化系統使用者需求可分為機械域、控制域和其他域，控制域又可分為硬體域和軟體域．將最初的使用者需求(父需求)對應於所設計的產品向各個領域進行分解(圖1)，獲得最終的使用者需求(葉需求)．分解後的需求可以更具體的體現設計目標．使用者需求分解後，專家對每一個葉需求進行重要度評估，用【0，5】進行標定，“0”代表重要度最低，“5”代表重要度最高．使用者需求可進一步分為希望需求和必須需求，重要度在【0，2】之間的需求為希望的使用者需求(希望需求)，重要度在[3，5】之間的使用者需求為必須的使用者需求(必須需求)．希望需求要進一步用衡量的方法進行分析．1．1．2衡量過程傳統的設計過程提倡在早期的'設計階段區分使用者需求的優先次序，比如要選擇一些關鍵的使用者需求作為設計中必須滿足的，但是需求分解過程會產生大量的葉需求，把所有的使用者需求都作為必須滿足的需求是非常困難的，這裡可以利用衡量方法Ⅲ來獲得所有可能的必須滿足的使用者需求，文獻[4]給出了具體方法．衡量方法的原理是：如果一個希望滿需求與一定數量的必須需求之間存在相關性，那麼這個希望需求也應該“必須”滿足，作為額外的必須需求．衡量過程如下：1)建立衡量表格；2)如果希望需求與必須需求之間有很強的相關性，那麼這兩者之間的關係記為l；3)如果希望需求與必須需求之間沒有相關性，那麼這兩者之間的關係記為0；4)希望需求的綜合值在[3，5]之間或更高的作為額外的必須需求．1．2建立功能模型功能是系統輸入量和輸出量之間的關係．而這些輸入量和輸出量(或實體)被稱為流，通常分為能量流、物料流和資訊流．產品的總功能分解成若干功能元，將系統的各個功能元用流有機的組合起來就得到功能結構．功能結構是功能模型或功能分析結果的一種表達形式．使用功能基建立功能結構的步驟如下嘲：
1)確定系統的總功能及輸入、