Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (777.62 KB, 43 trang )
BÀI GIẢNG HỆ ĐẠI HỌC
LỚP CĐ CĐT K9
Giảng viên : Phan Đình Hiếu
Bộ môn : Cơ điện tử
Môn học : Cơ điện tử 1
Chương 1: Tổng quan hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm cơ bản
1.2 Các thành phần cơ bản của hệ cơ điện tử
1.3 Đặc điểm thiết kế hệ cơ điện tử
1.4 Xu hướng phát triển của hệ cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
– Kasakawa electric: “ Thuật ngữ cơ điện tử
(Mechatronics) là sự tích hợp các thành phần cơ khí
( Mechanics) với hệ điều khiển điện tử
( Electronics)” .
– Tomizuka và Fukuda : “ Cơ điện tử là sự tích hợp
chặt chẽ của kĩ thuật cơ khí với điện tử và điều
khiển máy tính thông minh trong thiết kế và chế tạo
các sản phẩm và qui trình công nghiệp.
– Auslander và kempf: “ Cơ điện tử là sự áp dụng
tổng hợp các quyết định tạo nên hoạt đông của các
hệ vật lý”
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
– Shetty và Kolk: “ Cơ điện tử là một phương pháp luận dùng
để thiết kế tối ưu các sản phẩm cơ điện”
– Bolton: “ Một hệ cơ điện tử không chỉ là sự kết hợp chặt
chẽ các hệ cơ khí, điện và nó không chỉ đơn thuần là
một hệ điều khiển, nó là sự tích hợp đầy đủ các hệ trên
”.
– PGS-TSKH Phạm Thượng Cát định nghĩa về cơ điện tử:
“ Cơ điện tử là một lĩnh vực khoa học và công nghệ được
hình thành từ sự cộng năng của nhiều ngành khoa học
công nghệ nhằm hoàn thiện, thông minh hóa tạo nên
linh hồn cảm xúc cho các sản phẩm và công cụ phục vụ
con người”
•
Hiểu được cơ điện tử ba khía cạnh cần quan tâm:
– Quá trình hình thành cơ điện tử
– Phương diện kĩ thuật
– Phương diện sản phẩm
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
Quá trình hình thành ngành cơ điện tử:
– Gốc cơ điện tử là cơ khí.
– Cơ khí hóa tích hợp kĩ thuật điện thành lĩnh vực cơ
điện
– Tích hợp kĩ thuật phần mềm hình thành cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
Phương diện kĩ thuật:
– Là một kĩ thuật liên ngành
– Là công nghệ nền của hầu hết các ngành công nghiệp
Phương diện sản phẩm:
– Hệ thống tích hợp một cách hữu cơ các hệ cơ cấu
chấp hành, cảm biến, điều khiển
– Được ví như một cơ thể sống. Sự tích hợp trong cơ
điện tử không chỉ thực hiện qua ghép nối cơ khí mà
còn cả các quan hệ về tín hiệu và điều khiển
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
– Như vậy quá trình hình thành cơ điện tử là quá trình
nâng cấp dần hệ thống nhờ những thành tựu mới về
kĩ thuật cơ khí, điện, điều khiển tự động, điện tử số
và máy tính.
– Do vậy đã có sự biến đổi hoàn toàn về chất các sp cơ
điện tử so với các hệ cơ khí truyền thống
Những ưu điểm của hệ cơ điện tử so với cơ khí
truyền thống:
–
Chính xác, hiệu quả, rẻ tiền, thân thiện với người
dùng.
–
Nhỏ gọn, tin cậy, tiêu hao ít năng lượng, an toàn và
dễ thay đổi mẫu mã
–
Không có các cơ cấu truyền động cơ khí vì vậy làm
việc không có lực tác dụng nên không hao mòn cơ
học.
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
Định nghĩa về hệ cơ điện tử:
“ Cơ điện tử là một kĩ thuật liên ngành, sinh ra do sự
tích hợp hữu cơ giữa kĩ thuật cơ khí, điện tử, khoa học
máy tính và công nghệ thông tin dùng để thiết kế các
sản phẩm thông minh”.
Ví dụ về sự phát triển của ôtô
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử
1.2.1. Hệ thống thông tin:
– Bao gồm các modul liên quan đến quá trình truyền, xử
lý tín hiệu, phân tích và điều khiển
– Mô hình hóa
– Mô phỏng
– Điều khiển
– Tối ưu hóa
1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử
Mô hình hóa:
– Là sự mô tả đối tượng (thiết bị, quá trình) thực thông qua
một ngôn ngữ thích hợp.
– Sử dụng các ngôn dạng đồ họa, đồ thị, sơ đồ khối, dạng
toán học ( Phương trình đại số, phương trình vi phân).
Mô hình:
– Là kết quả mô tả được gọi là mô hình.
-Mô hình có thể là dạng đồ họa, đồ thị, sơ đồ khối, dạng
toán học
-Mô hình có cấu trúc nhân quả.
-Mô hình không phải là đối tượng thực.
1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử
một hệ tinh chỉnh và điều khiển, nó là sự tích hợp rất đầy đủ những hệ trên ”. – PGS-TSKH Phạm Thượng Cát định nghĩa về cơ điện tử : “ Cơ điện tử là một nghành nghề dịch vụ khoa học và công nghệ tiên tiến đượchình thành từ sự cộng năng của nhiều ngành khoa họccông nghệ nhằm mục đích triển khai xong, thông minh hóa tạo nênlinh hồn xúc cảm cho những mẫu sản phẩm và công cụ phục vụcon người ” Hiểu được cơ điện tử ba góc nhìn cần chăm sóc : – Quá trình hình thành cơ điện tử – Phương diện kĩ thuật – Phương diện sản phẩm1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tửQuá trình hình thành ngành cơ điện tử : – Gốc cơ điện tử là cơ khí. – Cơ khí hóa tích hợp kĩ thuật điện thành nghành nghề dịch vụ cơđiện – Tích hợp kĩ thuật ứng dụng hình thành cơ điện tử1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tửPhương diện kĩ thuật : – Là một kĩ thuật liên ngành – Là công nghệ tiên tiến nền của hầu hết những ngành công nghiệpPhương diện mẫu sản phẩm : – Hệ thống tích hợp một cách hữu cơ những hệ cơ cấuchấp hành, cảm ứng, điều khiển và tinh chỉnh – Được ví như một khung hình sống. Sự tích hợp trong cơđiện tử không chỉ triển khai qua ghép nối cơ khí màcòn cả những quan hệ về tín hiệu và điều khiển1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử – Như vậy quy trình hình thành cơ điện tử là quá trìnhnâng cấp dần hệ thống nhờ những thành tựu mới vềkĩ thuật cơ khí, điện, tinh chỉnh và điều khiển tự động hóa, điện tử sốvà máy tính. – Do vậy đã có sự đổi khác trọn vẹn về chất những sp cơđiện tử so với những hệ cơ khí truyền thốngNhững ưu điểm của hệ cơ điện tử so với cơ khítruyền thống : Chính xác, hiệu suất cao, rẻ tiền, thân thiện với ngườidùng. Nhỏ gọn, đáng tin cậy, tiêu tốn ít nguồn năng lượng, bảo đảm an toàn vàdễ đổi khác mẫu mãKhông có những cơ cấu tổ chức truyền động cơ khí thế cho nên làmviệc không có lực tính năng nên không hao mòn cơhọc. 1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tửĐịnh nghĩa về hệ cơ điện tử : “ Cơ điện tử là một kĩ thuật liên ngành, sinh ra do sựtích hợp hữu cơ giữa kĩ thuật cơ khí, điện tử, khoa họcmáy tính và công nghệ thông tin dùng để phong cách thiết kế cácsản phẩm mưu trí ”. Ví dụ về sự tăng trưởng của ôtô1. 1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử1. 2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử1. 2.1. Hệ thống thông tin : – Bao gồm những modul tương quan đến quy trình truyền, xửlý tín hiệu, nghiên cứu và phân tích và điều khiển và tinh chỉnh – Mô hình hóa – Mô phỏng – Điều khiển – Tối ưu hóa1. 2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tửMô hình hóa : – Là sự miêu tả đối tượng người dùng ( thiết bị, quy trình ) thực thông quamột ngôn từ thích hợp. – Sử dụng những ngôn dạng đồ họa, đồ thị, sơ đồ khối, dạngtoán học ( Phương trình đại số, phương trình vi phân ). Mô hình : – Là tác dụng diễn đạt được gọi là quy mô. – Mô hình hoàn toàn có thể là dạng đồ họa, đồ thị, sơ đồ khối, dạngtoán học-Mô hình có cấu trúc nhân quả. – Mô hình không phải là đối tượng người tiêu dùng thực. 1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử
