یکشنبه ۲۱ آذر ۱۳۹۵ / Sunday, 11 December, 2016

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
اسراییل زن , نتیجه اولیه , Zahra Chakhmagi , شهروند سالم , تغذیه تکمیلی کودک , برنامه رهاورد , زمان‌ مناسب , تا نوروز95 , جشنواره شهید غنی پور , مزه‌ی لوتی , گوینده خبر , عرصه صنعت , النبا , مشاور امنیت ملی عراق , وزیران دارایی , نام هنری , در شهر هرند , پیام کتبی , ترییت مدرس , ایت الله بهشتی , دکتر جزینی , شهید عضدی , 887میلیون دلار , اجرای خوب , مهراد آتشی , اردوی شناسایی , شاعر فلسطینی , تفنگ سه وضعیت , تهمینه حدادی , پیشکسوتان فوتبال , میتف , اقدامات علیه ایران , حسن حاضر مشار , تیراندازی آسیا , جذاب , کشت متنوع , جشنواره بازی محلی , سندروم برگر , صالح ادیبی , جان اسپروا , محموله باری , کشور پرتغال , رم ایتالیا , جدیدی‌زاده , هیوندای i40 , جان کورنین , محمد حشمتی , تورام , خانم، , افزایش نرخ بهره ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
گونه‌های دههٔ ۱۹۵۰ , اندر ستایش سلطان محمود (۵) , ناصرالدین شاه , علائم بالینی , وله ایضا قصیده , خواص داروئی , احزاب سیاسی در بخش ترک‌نشین قبرس , سینمای ایران قبل از دههٔ سی , واحد پول و نرخ ارز , مدولوبلاستوم , قراردادهای مجزاء , گورستان كرجان، دهكده كرجان، كلخوران، اردبیل , سلف‌سرویس , هزینه‌های متغیر متوسط , درمان , درست‌نویسی , ای در سخن دهانت تنگ شکر گشاده , ترکیب بدن , رودخانهٔ‌ چاله، تنكابن , تو مردی و نظرت در جهان جان نگریست ,

برخی منابع مهم خبری
9sobh.ir 9 صبح , sabanewspaper.com روزنامه صبا , ghasednews.ir قاصد , fairna.ir فیرنا , zibakalam.com زیباکلام , farjamnews.com فرجام نیوز , patogh98.com پاتوق 98 , hurrahsport.com هورا , lemonpress.ir لمون پرس , jamnews.ir جام نیوز , plus.ir تی وی پلاس , shahrdaronline.com شهردارآنلاین , niksalehi.com نیک صالحی , salamatnews.com سلامت نیوز , econews.ir اکونیوز , faranashr.com فرانشر , hamshahrimags.com مجلات همشهری , khabarsport.com خبر ورزشی , goftarnews.ir گفتار نیوز , ikcopress.com ایران خودرو , vaghayedaily.ir روزنامه وقایع اتفاقیه , bushehrnews.com بوشهرنیوز , dolateyar.com دولت یار , jomhouriat.ir جمهوریت , hhnews.ir حوزه هنری , ebtekarnews.com روزنامه ابتکار , peymane.ir پیمانه , ksabz.net خانواده سبز , p30world.com پی سی ورلد , farsnews.ir خبرگزاری فارس ,

وبگردی
مونا برزویی ، شاعر شادمهر عقیلی و ابی
مونا برزویی ، شاعر شادمهر عقیلی و ابی - برنامه آزاده نامداری در آپارات
گفتگو حسین دهباشی با سید هادی خامنه ای
گفتگو حسین دهباشی با سید هادی خامنه ای - خشت خام /نوبت هشتم/ گفتگو حسین دهباشی با سید هادی خامنه ای
مادر و دختر باورنکردنی در سینمای ایران! + عکس
مادر و دختر باورنکردنی در سینمای ایران! + عکس - مادر و دختری که هیچ کس باورش نمی شود با هم رابطه ای داشته باشند اما باید گفت که لادن سلیمانی مادر هانیه غلامی می باشد که هر دو بازیگران سینما و تلویزیون هستند.
فراستی به سیم آخر زد !!
فراستی به سیم آخر زد !! - حمله شدیدالحن مسعود فراستی به ... ، حكم اعدام مسعود فراستی ، ماجرای روانپزشک و مصرف قرص ، سوالاتی كه برای اولین بار از او پرسیده شد !!!
جنجال چالش مانکن در اتاق عمل !  /فیلم
جنجال چالش مانکن در اتاق عمل ! /فیلم - کلیپ «چالش مانکن در اتاق عمل» حالا جنجالی‌ترین کلیپ چالش مانکن است. تکه فیلمی کوتاه که با موسیقی متن ویژه کلیپ‌های چالش مانکن تولید شده است. دوربین، از دستگاه‌های اتاق عمل شروع می‌کند، به جراحان، پرستاران و متخصصان حاضر در اتاق عمل می‌رسد
دورهمی با لادن مستوفی
دورهمی با لادن مستوفی - ماجرای اختلاف سنی 20 ساله لادن مستوفی و همسرش در برنامه دورهمی
افشاگری شقایق احمدی درباره شبکه جم
افشاگری شقایق احمدی درباره شبکه جم - فیلم/ افشاگری شقایق احمدی درباره فساد اخلاقی مدیر شبکه جم/ مرداب «جم» در انتظار بازیگران زن ایرانی!
انتقاد شدید "منیژه حکمت" در برنامه آزاده نامداری
انتقاد شدید "منیژه حکمت" در برنامه آزاده نامداری - حرف‌های تند و بی‌سابقه منیژه حکمت درباره خویشاوندسالاری در دولت یازدهم و فساد
سیلی خوردن زن دستفروش از مامور شهرداری در فومن
سیلی خوردن زن دستفروش از مامور شهرداری در فومن - انتشار فیلمی از برخورد زننده کارمند سدمعبر شهرداری فومن با یک خانم دستفروش افکار عمومی را جریحه دار کرد.
لحظه شهادت محسن خزایی به ادعای تروریست ها
لحظه شهادت محسن خزایی به ادعای تروریست ها - محسن خزایی خبرنگار خبرگزاری صدا و سیما در سوریه حین تهیه گزارش از منطقه عملیاتی حلب به شهادت رسید.
جراحی پلاستیک کمرباریک‌ترین زن جهان در ایران!
جراحی پلاستیک کمرباریک‌ترین زن جهان در ایران! - بعد از چندی چارمز بازیگر زن فیلم‌های خاص اینبار پیکسی فاکس مدل مشهور فیلم های مستهجن به تهران آمده است. این دو بازیگر فیلم‌های متسهجن به فاصله کمتر از 4 ماه به تهران آمده‌اند تا از خدمات درمانی و جراحی پلاستیک پزشکان زبردست ایرانی با قیمتی بسیار ارزان بهره‌مند گردند.
رفتار خشن پلیس با یک شهروند در پمپ بنزین
رفتار خشن پلیس با یک شهروند در پمپ بنزین - ویدیوی تکان دهنده از شهلا ریاحی که همه چیز را فراموش کرده است / ویدیوی حضور ایرانی‌ها در تظاهرات ضد ترامپ تا نحوه تحلیل حیاتی و افخمی / ویدیویی از خداحافظی مردی از نسل طلایی موسیقی مقامی ایران؛ از دیگر ویدیوهای این بسته خبری است.
فیلم/ اشک‌های بی‌پایان «قیمت» در برنامه زنده تلویزیون
فیلم/ اشک‌های بی‌پایان «قیمت» در برنامه زنده تلویزیون - سروش جمشیدی در گفتگویی در برنامه «حال خورشید» در واکنش به سوال مجری این برنامه در ادای جمله‌ای درباره مهران مدیری اشک ریخت و از مهران مدیری تقدیر و تشکر کرد و گفت تا آخر عمر کاری‌ام مدیون او هستم.
عکس دونالد ترامپ در تهران
عکس دونالد ترامپ در تهران - دونالد ترامپ جوان در کنار جک نیکلسون در سفری که اوایل سال 57 به تهران داشتند. ترامپ به دنبال ساخت کازینویی در یکی از شهرهای شمالی بود
داستان معتضد و صدف طاهریان
داستان معتضد و صدف طاهریان - من هم هنرپیشه‌ای ایرانی را می‌شناسم که ترک وطن کرده و حالا هم بسیار معروف و تاثیرگذار است و اصلن هم فراموش نشده. آخرین فیلم‌اش هم اصلن تولید هالیوود نیست. زن هم هست و عکسهایی هم در همین مایه‌های عکس‌های طاهریان دارد. به قول کرمانشاهی‌‌ها خُب که چه؟ یکی معروف می‌شود یکی نمی‌شود؟
اظهارنظر غیرمنتظره مجری مشهور درباره گلشیفته
اظهارنظر غیرمنتظره مجری مشهور درباره گلشیفته - اظهارنظر غیرمنتظره مجری مشهور تلویزیون درباره گلشیفته فراهانی و الهام چرخنده/روایتی تلخ از غسالخانه و بهشت زهرای مرتضی پاشایی از زبان سیدجواد هاشمی
انتشار تصاویر مراسم ازدواج ژیلا صادقی مجری معروف
انتشار تصاویر مراسم ازدواج ژیلا صادقی مجری معروف - ژیلا صادقی و همسرش محسن رجبی مدتی است که ازدواج کرده اند. این مجری 43 ساله عکس هایی از مراسم ازدواجش و همچنین عکسی از خودش در لباس عروس را در سایت شخصی اش منتشر کرده است.
 سحر قریشی و مادرش !
سحر قریشی و مادرش ! - این بازیگر 29 ساله عکس جدیدی از خودش و مادرش را منتشر کرده است.
زیبایی صورتم بیننده را جذب می کند
زیبایی صورتم بیننده را جذب می کند - تینا آخوندتبار بازیگر زن تلویزیون و سینمای ایران در گفتگویی که با تی وی پلاس انجام داد، حرف های جالبی درباره شباهتش به الناز شاکردوست زد که بخش هایی از مهم ترین صحبت هایش را به صورت خلاصه در این ویدیو می بینید.
پربازدیدها