چهارشنبه ۱۲ فروردین ۱۳۹۴ / Wednesday, 1 April, 2015
رشته‌ی مهندسی مکاترونیک چیست

رشته‌ی مهندسی مکاترونیک چیستامروزه کمتر محصول صنعتی را می توان یافت که ترکیبی از حوزه های مختلف مهندسی نباشد. اگر بیشتر به محیط زندگی خود و محصولاتی که در زندگی روزمره از آنها استفاده می شود دقت کنیم، از ساعت مچی دیجیتالی تا ماشین لباسشویی در آشپزخانه، خودروی شخصی یا عمومی که با آن به محل کار می رویم، چاپگرها و اسکنرها در محیط اداری و غیره، همگی نمونه هایی از ترکیب حوزه های مختلف مهندسی و به خصوص مکانیک و الکترونیک است. اگر هم با محصولات جدیدتر صنعتی آشنا باشیم، تجمیع نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر با حوزه های فوق را به وضوح می توان در بسیاری از محصولات از جمله ماشین های لباسشویی و خشک کن جدید هوشمند، دوربین های خودتنظیم، روبوت های صنعتی، خودروهای مجهز به سیستم ترمز ضدقفل، دیسک درایوهای کامپیوتر، فرهای مایکروویو، تلفن های همراه، سیستم پخش دیجیتال، محصولات دفاعی مدرن و تجهیزات پزشکی شناسایی کرد که مثال هایی از ترکیب حوزه های مهندسی مذکور است. در واقع، پیشرفت روزافزون علوم فناوری اطلاعات، الکترونیک به خصوص الکترونیک قدرت، ریزپردازنده ها و همچنین سیستم های هوشمند، به همراه نیاز روزافزون به تولید محصولات صنعتی با کیفیت بهتر، هزینه کمتر و زمان تولید کوتاه تر، افق جدیدی را در طراحی و ساخت محصولات الکترومکانیکی، به همراه آورده است. این فناوری که براساس تجمیع مهندسی مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر و سیستم های کنترل است، مکاترونیک نامیده می شود. این واژه ترکیبی از دو بخش «مکا» مخفف مکانیسم و «ترونیک» مخفف الکترونیک است. واژه مکاترونیک برای اولین بار در اواخر دهه ۶۰ میلادی توسط یک مهندس ژاپنی، که در زمینه کنترل کامپیوتری موتورهای الکتریکی در شرکت یاسکاوا الکتریک تحقیق می کرد معرفی شد. تاکنون تعریف های گوناگونی از مکاترونیک ارائه شده است که مهمترین آن عبارت است از: «یک ترکیب هم افزایانه از مهندسی مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر، سیستم های کنترل و فناوری اطلاعات در طراحی و ساخت محصولات و فرآیندهای صنعتی با دقت بالا».
در واقع مکاترونیک یک تفکر جدید در طراحی و تولید محصولات صنعتی است که به مهندسان اجازه می دهد تا با یکپارچه سازی حوزه های تخصصی یاد شده، از اولین مراحل طراحی و تولید، به خلق محصولاتی با کیفیت بهتر، قابلیت اعتماد بالاتر، هزینه کمتر و در زمان کوتاه تر، بیندیشند. عناصر اصلی یک سیستم مکاترونیکی عبارتند از فرآیند مکانیکی یا الکترومکانیکی، حسگرها، محرکه ها، ریزپردازنده ها و نرم افزار کنترل کننده سیستم. در طراحی کلاسیک، اجزای مختلف یک سیستم به طور جداگانه طراحی شده و سپس تجمیع صورت می گیرد ولی در مکاترونیک، اجزای مکانیکی و الکتریکی به همراه استراتژی کنترلی از ابتدا به صورت یک سیستم یکپارچه در نظر گرفته می شوند و این به معنای مهندسی همزمان در طراحی است. نکته مهم در اینجا تفاوت مهندسی الکترومکانیک با مکاترونیک است. در مهندسی مکاترونیک، با آن که عموماً با سیستم های الکترومکانیکی سروکار داریم، نکته اساسی در حاکمیت همزمان بودن طراحی، یکپارچه سازی و حتی بهینه سازی است، در حالی که مهندسی الکترومکانیک لزوماً این معنا را نمی دهد. به عنوان مثال، در تفکر مکاترونیکی دیگر جایز نیست یک سیستم را از ابتدا طراحی کنید بدون آنکه به استراتژی کنترلی آن اندیشیده باشید. در اینجا ممکن است این سئوال پیش بیاید که منظور از یکپارچه سازی چیست؟ به طور کلی باید گفت که یکپارچه سازی در دو بعد مطرح است: طراحی و تولید. در مرحله طراحی اجزا، اگر هماهنگی با سایر اجزای سیستم در نظر گرفته شود قطعاً نتایج بهتری در پی خواهد داشت. به طور کلی، روند طراحی مکاترونیکی با تحلیل بازار و نیازهای مشتری آغاز و سپس مشخصات مورد نیاز محصول براساس تحلیل های انجام شده، تعیین می شود. با آغاز روند طراحی، مرزهای بین حوزه های گوناگون مهندسی کم رنگ شده و یکپارچه سازی این حوزه ها ضروری می نماید چرا که محدودیت ها و تصمیم گیری ها در یک حوزه در واقع تابعی است از محدودیت ها و تصمیم گیری ها در حوزه های دیگر. به عنوان مثال در بحث کنترل موتورهای الکتریکی، امروزه دیگر برای کاهش زمان و هزینه تولید و بهبود کیفیت، طراحی موتور و درایو الکتریکی و کنترل کننده دیجیتال و حسگرها، همگی با هم در نظر گرفته می شوند. یکی از مسائل صنعتی _ تحقیقاتی، روش های کنترل سرعت بدون استفاده از حسگرهای سرعت، به منظور کاهش هزینه است، یعنی یک موتور الکتریکی را به یک مهندس کنترل می دهند تا یک کنترل کننده سرعت بدون استفاده از حسگر سرعت، طراحی کند. کارهای زیادی در این زمینه انجام شده ولی بعد از مدت ها به این نتیجه رسیده اند که بهتر است از همان ابتدا، هنگام طراحی موتور الکتریکی، استراتژی کنترل بدون حسگر در نظر گرفته شود، یعنی موتور را طوری طراحی کنیم تا کنترل آن بدون حسگر خارجی تا حد زیادی آسان شود. واضح است که این یکپارچه سازی باعث کاهش هزینه و زمان تولید محصول صنعتی خواهد شد.
بعد دیگر یکپارچه سازی، در مرحله تولید است. شمای کلی یک سیستم کلاسیک الکترومکانیکی شامل فرآیند مکانیکی، محرکه ها و حسگرها و همچنین پردازشگر اصلی است. در واقع الگوریتم کنترلی در پردازشگر اصلی اجرا می شود. بسیاری از فرآیندهای صنعتی کلاسیک در قالب فوق نمایش داده می شوند.
در سیستم های مکاترونیکی، یکپارچه سازی اجزا در مرحله تولید، به دو روش انجام می شود: یکپارچه سازی سخت افزاری و یکپارچه سازی نرم افزاری. در یکپارچه سازی سخت افزاری، فرآیند مکانیکی به همراه حسگرها، محرکه ها و پردازشگرها، به عنوان یک سیستم جامع در نظر گرفته می شوند. در اینجا معمولاً خود حسگرها و یا محرکه ها دارای پردازشگرهای محلی هستند که عموماً به آنها حسگرها و یا محرکه های هوشمند اطلاق می شود. در اینجا اجزای سیستم دارای ارتباطات محلی بوده که این ارتباطات، معمولاً از طریق خطوط ارتباطی باس یا به صورت بی سیم است. در یکپارچه سازی نرم افزاری، یک سیستم نظارتی یا به عبارتی کنترل کننده مرکزی، به منظور مدیریت کل فرآیند، تشخیص خطا و بهینه سازی، بر کل سیستم نظارت می کند که در واقع به معنای پردازش اطلاعات در یک سطح بالاتر است. معمولاً این سیستم نظارتی یک سیستم هوشمند است که این امر تصمیم سازی برای بهبود عملکرد سیستم فیزیکی را قابل اجرا می سازد. در اینجا می توان به این نکته پی برد که یکی از دلایل منحصر به فرد بودن محصولات مکاترونیکی، به کارگیری قدرت محاسباتی بالا در خلق سیستم هایی است که دارای کیفیت و قابلیت اعتماد بسیار بالا هستند.
● محصولات مکاترونیکی
فناوری مکاترونیک در بسیاری از زمینه ها کاربرد روزافزونی پیدا کرده است که در اینجا به بعضی از آنها اشاره می کنیم. در صنایع خودروسازی، استفاده از موتورهای با کنترل الکترونیکی به جای کنترل کننده سنتی آن یعنی کاربراتور، باعث بهبود عملکرد موتور و کاهش مصرف سوخت و آلودگی شده است. همچنین سیستم ترمزهای ضدقفل، سیستم تهویه هوای اتوماتیک، فرمان های با کمک الکتریکی _ هیدرولیکی، خودروهای الکتریکی _ ترکیبی و… از دیگر کاربردهای فناوری مکاترونیک در صنایع خودروسازی هستند. در زمینه محصولات صنعتی با مصارف خانگی، می توان به ماشین های لباسشویی و یا خشک کن جدید اشاره کرد که عملکرد آنها با استفاده از کنترل هوشمند به منظور مصرف بهینه انرژی، صرفه جویی در مصرف آب و همچنین افزایش کیفیت، بهبود فراوانی یافته است.
در محصولات صنعتی با کاربرد اداری، می توان به چاپگرها و اسکنرهای لیزری، دستگاه های کپی دیجیتال و یا دیسک درایوهای جدید اشاره کرد که از جمله محصولات مکاترونیکی هستند. در زمینه صنایع دفاعی می توان به سیستم های هدایت موشک و یا سلاح های هوشمند اشاره کرد. همچنین از دیگر محصولات مکاترونیکی، دوربین های خودتنظیم، ماشین های ابزار کامپیوتری و روبوت های صنعتی هستند که تاثیر فراوانی در کاهش هزینه و زمان تولید و بهبود کیفیت محصولات تولیدی گذاشته اند.
●آموزش مکاترونیک
با توجه به گسترش نیاز روزافزون صنعت به استخدام نیروهای ماهر در مهندسی مکاترونیک، تربیت نیروی انسانی در این زمینه بیش از پیش اهمیت یافته است. نکته مهم و اساسی در آموزش مکاترونیک این است که یک مهندس مکاترونیک باید دارای تخصص های چندحوزه ای باشد، بدین معنا که تسلط به اصول اساسی مهندسی مکانیک، الکترونیک، کامپیوتر و کنترل، برای او ضروری است چرا که باید قابلیت طراحی در حوزه های مختلف و در نهایت تجمیع و یکپارچه سازی این حوزه ها را داشته باشد. هم اکنون در تعداد قابل توجهی از دانشکده های مهندسی برق و مکانیک در دنیا، گرایش مکاترونیک در سطوح کارشناسی و بالاتر ایجاد شده است.
هسته اصلی محتوی آموزشی مهندسی مکاترونیک، ترکیبی از دروس اساسی گرایش های سیستم های کنترل، الکترونیک، کامپیوتر و مهندسی مکانیک است
منبع :
http://www.robot.۲ir.ir
منبع : پایگاه علمی دانش پژوهان

مطالب مرتبط

کلمات در حال جستجو
ایرانسل , بهای بلیت , بی‌مسئولیت‌ترین , درآمدهای , تبلت پرفروش , انجمن صنفی , مشاور فرهنگی , جحچ , ححرکت , کلید آزمون , نکته بهداشتی , میانسال , نیرو های کرد , پل زیرگذر , هرم غذایی , اسمایلینگ , وای فای هکر , جنگل گلستات , راهزن , خوشبین ها ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
پارسى‌نويسان قرن نهم و آغاز قرن دهم , كراتوز اكتینیك‌ ـ keratosis actinic , لباس مردان , بُعدِ مکانی دسترسی مخاطبان به رسانه‌ها , چه باشد گر سنان غمزه را زین تیزتر سازی , دلیجان، استان مركزی , ویتامین A , زغال‌سنگ , گر ز من جان طلبد دوست، روانی بدهم , کارکردهای ستیزهای اجتماعی , کلیسای انجیلی، شورای مشایخ , درمان و انواع آن , سیاست , عوامل زیستی (Biological factors) (۲) , طمع مدار که دوری گزینم از رخ خوب , تنظیم پیام به سبک هرم وارونه , آنوریسم‌های سرخرگی , پپروسیا ابلق , باز درآمد طبیب از در ایوب خویش , قمستی از کیتبهٔ پایکولی ـ بدون هزوارش , پنومونی(۲) , مسجد جامع ارومیه، ارومیه , مرو به خواب که خوابت ز چشم برباید , اختلال در تنظیم گلوکز , قوانین، مقررات و آئین‌نامه‌ها جهت سرمایه‌گذاری در منطقه (۵) , جک لب , چشمهٔ آب معدنی زنگ، روستای سنگان، خاش , ویتامین B6 , ۱۹۵۹ م. کابل تلفن زیر دریا , موسیقی شومان ,

وبگردی
من روحانی هستم ۲ - مک فارلین - این ویدئو گزیده ای از فیلم «من روحانی هستم ۲»، ساخته «فرورتیش رضوانیه» است که سال ۱۳۹۲ در پاسخ به مستند دانشجویی «من روحانی هستم» ساخته شد.
برخورد 65 خودرو در آزادراه کرج - قزوین/ عکس - معاون امداد و نجات جمعیت هلال احمر استان البرز از دو تصادف همزمان زنجیره ای 65 دستگاه خودرو سواری در لاین شمالی و جنوبی آزاد راه کرج - قزوین خبر داد که 29 مجروح بر جا گذاشت .
آزاده زارعی با یک گریم عجیب در نقش پسر / تصاویر - فرزاد حسنی و آزاده زارعی در فیلم توقیفی. فيلم «آمین خواهیم گفت» به کارگردانی و نویسندگی سامان سالور ساختهٔ سال 1389 است. این فیلم برای اولین بار در سی امین جشنواره فیلم فجراکران شد.
پناهندگی در اوج مذاکرات هسته‌ای - در اوج مذاکرات هسته‌ای و در شرایطی که اصلی‌ترین مساله این روزهای رسانه‌های ایران آگاهی از سرنوشت مذاکرات هسته‌ای است، ماجرای رقم خورده توسط امیرحسین متقی، خبرنگار یک رسانه کم‌تاثیر، یک نکته را برای هر فرد پیگیر مسائلی از این دست روشن کرده؛ خوب یا بد، در زبان فارسی کلمه مناسبی برای توصیف کار انجام شده وجود ندارد.
تصاویر آخرین وداع خانواده با میلاد در فرانسه - میلادم، پاره تنم، عزیزم نجیب‌ترین انسان زندگیم، پسر وفادارم، تو را دوست دارم، همیشه در دینمان هر آنچه پیش می‌آید میگوئیم راضی هستیم به رضای خدا ولی میلادم پسرم پاره‌تنم این بار فریاد میزنم: من اصلا راضی به رضایت خدا نیستم، منتظرم تو پیشم برگردی، میلاد عزیزم همیشه در قلب منی.
80 هزار افغان در استادیوم آزادی - دیدار تیم های ملی فوتبال امید ایران و افغانستان بعدازظهر امروز یکشنبه با پیروزی شش بر صفر تیم ملی امید ایران در ورزشگاه آزادی تهران به پایان رسید.
فیلم نجات باورنکردنی یک خلبان - این خلبان شیردل پس از آنکه یک بال هواپیمایش را در نمایش هوایی از دست داد با خونسردی و به سلامت بر زمین نشست.
فرخنده زنده زنده سوزانده شد / تصاویر - گروهی از مردم افغانستان در کابل پایتخت این کشور یک زن را به شدت مورد ضرب و شتم قرار داده و کُشتند. مقامات امنیتی در کابل با تأیید این خبر اعلام کردند که مردان خشمگین در مرکز شهر، یک زن را که گفته شده قرآن را به آتش کشیده کشتند.
پاسخ فرزاد حسنی به افشاگری آزاده نامداری - بر فرض محال اگر این ادعاهای کذب صحت هم داشت، آیا این روش درستی برای بیان آنهاست؟ ریختن آبروی دیگران و حتی خانواده خود به چه قیمتی؟ به قیمت پخش تصویرمان از تلویزیون؟! انسان ها را از روشی که برای رسیدن به هدفشان انتخاب می کنند بشناسید...
عکس ضرب و شتم آزاده نامداری و افشاگری بی‌سابقه - آزاده نامداری با به اشتراک گذاشتن عکسی تلخ و دردناک از آثار شدید ضرب و شتم روی صورت و چشم خود، از اتفاقاتی غیرقابل باور مربوط به زندگی گذشته اش . آقای حسنی چهل تا فایل صوتی دست من داری که مدت هاست حتی خودم گوشش ندادم.
شایعه رابطه احسان علیخانی و آزاده نامداری! / تصاویر اینستاگرام - توضیحات آزاده نامداری درباره یک شایعه - امروز آقای علیخانی چون صفحه‌ای دراینستاگرام ندارن ازمن خواستن توضیحی به هوادارانشون ودوستای خوب خودم بدم.
دختر گلفروش تجریش پدیده جدید شبکه‌های اجتماعی - دختر گلفروش میدان تجریش. این همه چیزی بود که از پدیده این روزهای شبکه‌های اجتماعی و رسانه‌ها می‌دانستیم و البته چند عکس که از او منتشر شده بود. دختری که با ظاهری خاص توجهات را به خود جلب کرده بود.
شبکه‌های اجتماعی با ما چه کرده‌اند / فیلم - شبکه‌های اجتماعی چگونه ما را منزوی کرده‌اند. آیا شما هم ساعت‌های زیادی را صرف شبکه‌های اجتماعی و دنیای مجازی میکنید حتما این ویدیو را نگاه کنید.
پربازدیدها
کی‎روش : راهمان از هم جدا شد، خدا نگهدار - کارلوس کی‎روش آخرین بازی با تیم ملی ایران را برابر سوئد انجام داد و خودش هم مانند طرفدارانش از ترک ایران ناراحت است.
شب سخت ظریف؛ تصمیم آخر در لوزان / دروغ اولتیماتوم تکذیب شد / خبر توافق از جماران آمده - مثلث آنلاین : محمد جواد ظریف باید تصمیم مهمی را اتخاذ کند .
جرمن وینگز زمانی میل به خودکشی داشت - گروه حوادث: کارشناسان آلمانی می‌گویند که آندریاس لوبیتز، کمک خلبان پرواز شماره ۹۵۲۵ بارسلون به دوسلدورف خطوط هوایی جرمن وینگز آلمان ...
رویترز: ایران تا بامداد چهارشنبه باید پاسخ بدهد - گروه سیاسی: در بامداد چهارشنبه به وقت ایران خبرگزاری رویترز به نقل از دیپلمات‌های غربی حاضر در لوزان گزارش داد: کشورهای گروه 1+5 تا ...
کی‌روش: کفاشیان گفت شاید نتوانیم به جام جهانی ۲۰۱۸ صعود کنیم/ در طول زندگی مربیگری‌ام عشق و علاقه‌ای که هواداران ایرانی به من داشتند را تجربه نکرده‌ام - سرمربی تیم ملی گفت: کفاشیان در جلسه آخر به من گفت با این اتفاقاتی که افتاده مطمئنا ادامه کار دشوار خواهد بود شاید با مشکلاتی که با آن روبرو هستیم نتوانیم به جام جهانی 2018 صعود کنیم.
ایبرا در پی گل تاریخی /زلاتان عصبانی موجبات پیروزی سوئد را رقم زد+عکس - شکست تیم ملی کشورمان مقابل سوئد در دیداری دوستانه در رسانه‌های اروپا بازتاب خاصی داشت.
تیم ملی در آخرین حضور کی‌روش مقابل سوئد شکست خورد/ خداحافظی تلخِ کارلوس - دیدار تدارکاتی تیم‌های ملی ایران و سوئد با شکست تیم ملی کشورمان به پایان رسید.
نکونام به تنهایی سومین گلزن ملی ایران شد/اعتراض‌های کی‌روش تمامی ندارد - کاپیتان تیم ملی ایران به تنهایی سومین گلزن ملی ایران شد.
62 کودک یمنی در حملات عربستان کشته شده‌اند/100 کشته و 300 زخمی در پی 6 روز حمله هوایی/ادامه بمباران شهرهای مختلف یمن - هفتمین روز حملات عربستان سعودی به یمن در شرایطی آغاز شده که بنابر اعلام یونیسف دستکم 62 کودک یمنی در حملات هوایی جنگنده‌های سعودی کشته شده‌اند.
وزیر خارجه روسیه عصر امروز به مسکو می‌رود/ وزاری خارجه فرانسه، آلمان و آمریکا نیز صبح لوزان را ترک می‌کنند/ مقام ایرانی: ضرب الاجل سپیده دم از بیخ و بن دروغ است - خبرنگار المانیتور می‌گوید که وزیر خارجه روسیه برنامه‌ای برای سفر به تاجیکستان دارد و بر این اساس فردا ساعت 4 عصر از فرودگاه مسکو به سمت دوشنبه پرواز خواهد کرد.




Copyright © 2008 - 2015 vista.ir. All Rights Reserved