سه شنبه ۳۱ مرداد ۱۳۹۶ / Tuesday, 22 August, 2017

رشته‌ی مهندسی مکاترونیک چیست


رشته‌ی مهندسی مکاترونیک چیست
امروزه 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
موافقت با لایحه دولت , خوراکی های شادی آور , جام جهانی 2016 , بخش سرفاریاب , لبیک به امام و رهبری , خلیفه داعشی , خون دماغ , کلاسهای اوقات فراغت , آمازون ایالت آمازوناس , دموکراسی آمریکا , جوان سیاهپوست , عمود , نظرات شهروندان , صنعت مبلمان , دانشگاه علاء الدین , شهرداری البرز زنجان , قابل پیشگیری , مهلت پرداخت , نقض اصول بهداشتی , صفی یزدانیان , دانلود نرم افازر , اینترنت و فضای مجازی , عناصر تکفیر , اقتدار ایران اسلامی , ایرانیت , در دفاع از وزیر پیشنهادی تعاون، کار و رفاه اجتماعی , سخنگوی ناجا , سگ باهوش , طوبی محبت , سی کارگاه , المطریه , مرتضی حسن‌پور , دانشگاه تخصصی , جناتی هولناک , ویلانشین , مجمع نمایندگان طلاب حوزه علمیه قم , موسلرا , وحیشی , محکومیت نوجوان , 26 روز تعطیلی , مکانیسم سه جانبه , روحیه کودکان , چالش نوآورانه , با منتخبین شورای پنجم , مدیرعاملی طاهری , Nexus 6 , مروری بر اخبار دریچه , تغییر ظاهر , عیادت بیمار , مجله نیچر ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
آب‌های گوگردی، استان سیستان وبلوچستان , ماه شب گمرهان عارض زیبای تست , تنها بودن , روده‌ها (Intestin) , سرنوشت خواجه نصیر لوطی , در محاربهٔ دریائی - جوامع‌الحکایات , بنالم به تو ای علیم قدیر , سراوان، استان سیستان وبلوچستان , صبر فرمودن خواجه مادر دختر را کی غلام را زجر مکن من ... , ساختار و ویژگی‌های اقتصادی , احزاب قانونی , ویتامین A , فرآیند پذیرش , گویش شناختی زبان‌های ایرانی(۳) , خواستاری تغییر , از سال ۱۸۵۱ تا سال ۱۸۸۰ میلادی(۲) , روتردام , آسترانتیا (ستاره گون) , كتابخانه‌ها و سالن‌های نمایش، استان گلستان , منازعت امرا در ولی عهدی ,

برخی منابع مهم خبری
cup.ir کاپ , baztaab.com بازتاب امروز , iusnews.ir خبرنامه دانشجویان , smtnews.ir روزنامه صمت , bona.ir بنا , ghanoondaily.ir روزنامه قانون , freezones.ir مرکز امور مناطق آزاد , hamshahrimags.com مجلات همشهری , patoghu.com پاتوق یو , pamnews.ir پام , saat24.com ساعت 24 , hemayatonline.ir روزنامه حمایت , parstourism.ir پارس توریسم , fa.irannuc.ir ایران هسته ای , foodna.ir فودنا , nedayeenghelab.com ندای انقلاب , pardad.ir پرداد , elpress.ir ائل پرس , eramnews.ir ارم , seraj24.ir سراج 24 , cinemafarda.com سینما فردا , khademnews.com خادم , hamshahrilinks.org روزنامه همشهری , jahanesanat.ir روزنامه جهان صنعت , bukharamag.com بخارا , hayat.ir حیات , bananews.ir بنا , shahrsakhtafzar.com شهر ‌سخت افزار , hamseda.ir هم صدا , qeshmdaily.com قشم ,

وبگردی
جنجال جدید جواد خیابانی
جنجال جدید جواد خیابانی - «فدای سرت که سرم را می‌بری» این جمله یعنی اینکه من اصلا کاری که تو می‌کنی (داعش) برام مهم نیست. من اینجا آمده ام تا در دفاع از حریم و حرمت خاندان پیامبرم سر بدهم.
اولین گفتگو با حمید صفت پس از دستگیری / تصاویر
اولین گفتگو با حمید صفت پس از دستگیری / تصاویر - حمید صفت خواننده رپ،پس از پنج ساعت انکار سرانجام در جریان تحقیقات پلیس به قتل پدرخوانده اش اعتراف کرد.
فیلم حضور تینا آخوندتبار در مسابقات بوکس!
فیلم حضور تینا آخوندتبار در مسابقات بوکس! - این بازیگر ایرانی که مدتهاست خبری از حضور او در عرصه هنر نیست برای اولین بار مقابل حریف چینی مسابقه داد.
فیلم لحظه فوت میوه فروش پس از درگیری با ماموران شهرداری
فیلم لحظه فوت میوه فروش پس از درگیری با ماموران شهرداری - در صحنه درگیری ماموران شهرداری قم بادستفروشی درخیابان شاهد،ماموران باکوبیدن سردستفروش به جدول خیابان وی رابقتل رساندند
ویدیو کامل از نبرد و اسارت شهید حریم آل الله محسن حججی
ویدیو کامل از نبرد و اسارت شهید حریم آل الله محسن حججی - شهید محسن حججی از مدافعان حرم در سوریه بود که پس از اسارت بدست تروریست های داعش به شهادت رسید.
جشن تولد ۶۰ سالگی مهرانه مهین‌ترابی
جشن تولد ۶۰ سالگی مهرانه مهین‌ترابی - جمعه ۲۰ مرداد بیست و پنجمین مراسم «تولد ماه» به مناسبت سالروز تولد مهرانه مهین‌ترابی، بازیگر سینما و تلویزیون، با حضور جمعی از هنرمندان در موزه هنرهای دینی برگزار شد.
سلفی حقارت فراموش شدنی نیست
سلفی حقارت فراموش شدنی نیست - تصویر پشت صحنه برنامه رادیویی فرزاد حسنی و دوستانش را مشاهده می کنید.
دختر خلخالی: پدرم خشن نبود/ اهل مماشات نبود
دختر خلخالی: پدرم خشن نبود/ اهل مماشات نبود - مدرسه که می‌رفتم تقریباً همه معلم‌های من می‌دانستند که پدر من کیست. این خیلی اذیت می‌کرد. تک‌وتوک می‌آمدند و سفارش دوست و آشنایی را برای کاری می‌کردند.
گروگان‌گیر مشهدی با شلیک گلوله از پای درآمد/ فیلم
گروگان‌گیر مشهدی با شلیک گلوله از پای درآمد/ فیلم - ساعتی پیش پلیس مشهد در خیابان امام رضا (ع)، حوالی میدان بیت المقدس (فلکه آب) به فردی مظنون شد و فصد بازداشت او را داشت که این فرد برای جلوگیری از بازداشت اش یک صاحب مغازه را گروگان گرفت.
اسکورت تامل برانگیز و عجیب خودروی مهران مدیری در مشهد!
اسکورت تامل برانگیز و عجیب خودروی مهران مدیری در مشهد! - مهران مدیری که برای حضور در جمع مخاطبان فیلم سینمایی «ساعت 5 عصر» به مشهد رفته بود با اسکورت ویژه به سینمایی رفت که هوادارانش برای استقبال منتظر او بودند.
حرکات عجیب احمدی  نژاد هنگام تعریف خاطرات بقایی از زندان!
حرکات عجیب احمدی نژاد هنگام تعریف خاطرات بقایی از زندان! - حرکات عجیب احمدی نژاد هنگام تعریف خاطرات حمید بقایی از دوران زندان کوتاه مدتش
آزاده نامداری تیتر یک پرتیراژترین روزنامه سوئیس/ عکس
آزاده نامداری تیتر یک پرتیراژترین روزنامه سوئیس/ عکس - روزنامه پرتیراژ عصر سوییس بنام بلیک که بصورت رایگان توزیع میشود ، این تیتر را برای آزاده نامدارى انتخاب کرد:دورویی!
چرا واکنش افکار عمومی به آزاده نامداری بی رحمانه است؟
چرا واکنش افکار عمومی به آزاده نامداری بی رحمانه است؟ - متاسفانه جامعه ما و نظام ها و نهادهای اجتماعی، سیاسی و فرهنگی جامعه افراد را تشویق و حتی وادار می کنند چیزی غیر از آن خود واقعی خود باشند. اگر خانم نامداری خود را خیلی محجبه نشان نمی داد شاید این واکنش بی رحمانه نسبت به ایشان ایجاد نمی شد.
فیلم | لحظه هولناک اسید پاشی در خیابان ولی‌عصر
فیلم | لحظه هولناک اسید پاشی در خیابان ولی‌عصر - فیلم - تصاویر ضبط شده دوربین مداربسته از لحظه اسید پاشی در یک مغازه در خیابان ولی عصر تهران را در ویدئوی زیر می‌بینید.
مزخرفات علی ضیا در دفاع از آزاده نامدای / فیلم
مزخرفات علی ضیا در دفاع از آزاده نامدای / فیلم - علی ضیاء مجری برنامه فرمول یک درباره بحث‌های پیش آمده پیرامون عکس‌های آزاده نامداری صحبت کرده است.
آزاده نامداری و جنجال تصاویر بی حجابش / فیلم
آزاده نامداری و جنجال تصاویر بی حجابش / فیلم - آزاده نامداری به انتشار تصاویر بی حجابش واکنش نشان داد
اولین فیلم از اظهارات قاتل آتنا مقابل دوربین
اولین فیلم از اظهارات قاتل آتنا مقابل دوربین - دهان آتنا را گرفتم به اتاق پشتی بردم، او را خفه کردم و ...
 اولین تصاویر از مهران مدیری و دخترش شهرزاد
اولین تصاویر از مهران مدیری و دخترش شهرزاد - مراسم افتتاحیه فیلم «ساعت 5 عصر» اولین ساخته مهران مدیری در حالی برگزار شد که شهرزاد دختر این کارگردان نیز در مراسم حضور داشت و برای اولین بار است که دختر مهران مدیری در چنین مراسمی حضور می یابد.
پربازدیدها