یکشنبه ۱۸ بهمن ۱۳۹۴ / Sunday, 7 February, 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
اولاند فرانسه , تی پارتی , هر اونس , حمام علیقلی , مشکلات عدیده کشور , خروج از ریل , یوگنی پریماکوف , شعاع خورشید , تیم اهوازی , بیجی عراق , فلات , تبادل زندانی , بازی های زیبا , پیام فوری , اختلال عروق , سیستم‌عامل , باشگاه سپاهان , درب پشتی , آمپول , شیشه، , سوره یاسین , جنگ سوم جهانی , الهام امین زاده , رضا جلالی , نرخ باروری , کنگره شهدای ترور , شهیدان اذرنگ , مذاکرات فدراسیون , پیتر جیکو , پاکدستی , تبلت های محبوب , نیروهای سوری , نگری، , آث میلان , وحید حیدریه , آیت اله , پرونده سیگار مارلبرو , اداره فضای سبز , نیروهای خدمات شهری , دو فاز , 100 کودک , جریان ضعیف برق , نا امن , سیب و مرکبات , الاحرار , فوت استاد , یزدی بزرگ , عبودیت , فیلم بی پناه , مصلحت بین ها ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
استرداد حقوق و عوارض داخلی , حرکات هم‌زمان بازو و دست , سنبل , آتشکده کویک , قطب‌های محلی , انرژی برق , ضیاء برنی , مجموعهٔ‌ تالابی سراندون و بالندون، روستای سیدمحله، ساری , عمو زنجیرباف (کازرون) , در مدیح , در شرح شکایت , تنفس و رشد , منوچهر مطیعی تهرانی , بیمه جنگ (War Clauses) , مهاجرت , تیرهٔ میخک (قرنفلیان)aryophyllaceae , اپیدمیولوژی توصیفی و رویداد بیماری , ۱۹۳۶ م. تأسیس ایستگاه تلویزیون در انگلستان , مسمومیت (دریافت بیش از اندازه) , گفتار اندر نگه داشتن خاطر درویشان ,

برخی منابع مهم خبری
chtn.ir میراث آریا , mellatonline.net ملت آنلاین , andishehha.com اندیشه‌ها , zendeginews.com زندگی , mobile.ir موبایل , mobile.ir موبایل , sena.ir سنا , artna.org آرتنا , 2daylink.com تودی لینک , awalnews.ir اول نیوز , soroushnews.ir سروش , itna.ir ایتنا , aftabnews.ir آفتاب نیوز , ilna.ir ایلنا , consbank.com ساخت و ساز , parstourism.ir پارس توریسم , simafilm.ir سیما فیلم , safirnews.com سفیر نیوز , bona.ir بنا , hodana.ir هدانا , hamseda.ir هم صدا , poolnews.ir پول نیوز , farnet.ir فارنت , Http: روزنو , tazeh.net تازه , didban.ir دیدبان , gooyait.com گویا آی تی , iribtv.ir صداوسیما , bushehrnews.com بوشهرنیوز , musiceiranian.ir موسیقی ایرانیان ,

ویدئو: رفتار خشونت‌آمیز محافظان اردوغان با 3 زن معترض - هنگامی که رئیس‌جمهوری ترکیه در پایتخت اکوادور مشغول سخنرانی بود، ناگهان سه زن از میان جمعیت حاضر در سالن فریاد زدند: «قاتل را بیرون کنید!» که به دنبال این رخداد، محافظان «رجب طیب اردوغان» زنان معترض را با خشونت از موسسه مطالعات عالی ملی در شهر کیتو، محل برگزاری سخنرانی خارج کردند.
ششمین روز سی و چهارمین جشنواره فیلم فجر - ششمین روز سی و چهارمین جشنواره فیلم فجر بعد از ظهر شنبه هفدهم بهمن ماه با حضور هنرمندان سینما در مرکز همایش‌های بین‌المللی برج میلاد تهران برگزار شد. در ششمین روز فیلم‌های تمرین برای اجرا به کارگردانی محمدعلی سجادی، بارکد به کارگردانی مصطفی کیایی، آبنبات چوبی به کارگردانی محمدحسین فرحبخش، کفشهایم کو؟ به کارگردانی کیومرث پوراحمد و وارونگی به کارگردانی بهنام بهزادی در برج میلاد نمایش داده خواهد شد.
ابرو گوندش در تبریز ! - گفتنی است این خواننده ترکیه ای همسر رضا ضراب، تاجر تبریزی الاصل ساکن ترکیه است که به اتهام همکاری با بابک زنجانی برای دور زدن تحریم های ایران و رشوه دادن به مقامات دولت اردوغان مدتی بازداشت شده بود.
پارتی استقلالی ها تلفات داد / تصاویر - جشن تولد امروز استقلالی ها برای مهدی رحمتی صحنه عجیب کم نداشت. به گزارش کاپ،راه دور نمی رویم و مستقیم به اصل مطلب می رسیم. این شما و این پارتی استقلالی ها...
کتایون ریاحی و دهکده رویایی اش در جزیره کیش - کتایون ریاحی برای اولین بار از دهکده رویایی اش در جزیره کیش رونمایی کرد/من و آنجلینا جولی فقط در یک مورد با هم فرق داریم/چهره معروف سینما 2سیمرغش را به حراج گذاشت
فیلم/ تعرض در بفرمایید شام به یک کودک و دو زن - به دنبال افشاگری‌های ۲ تن از شرکت‌کنندگان مسابقات موسیقی شبکه «من و تو» درباره پشت پرده‌های این شبکه، معین سعیدی از کارمندان اخراجی آن با انتشار ویدئویی به افشای تجاوز تهیه‌کننده برنامه «بفرمایید شام» این شبکه به یک کودک و ۲ زن شرکت‌کننده در این برنامه از زبان آنان پرداخت.
گزارش افتتاحیه جشنواره فیلم فجر / فیلم - از اضطراب دلهره آور مهناز افشار چند ثانیه پیش از اولین تجربه مجری گری تا پشت صحنه آماده شدن بهرام رادان برای اجرای جشن سال تحویل سینمای ایران/دفاع تمام قد سوپراستار سینمای ایران از فاطمه معتمدآریا
ارادتمند؛ نازنین بهاره تینا - مهناز افشار، طناز طباطبایی و یک هنرپیشه‌ی جدید بازیگران اصلی این فیلم هستند. تصویر سه بازیگر اصلی فیلم را نشان می‌دهد، اولین عکس منتشر شده از «اردتمند؛ نازنین بهاره تینا» است.
بهاره افشاری: احمدی نژاد ۳بار دعوتم کرد و نرفتم - بهاره افشاری بیستمین مهمان دید در شب از زندگی شخصی، شبکه جم و کار حرفه ای بازیگری در سینما می گوید - پخش اختصاصی از آپارات
مهنازِ همیشه مضطرب! / فیلم - مهناز افشار: اسمم را باید می گذاشتند مهنازِ همیشه مضطرب!/خانم سوپراستار در اولین شب دورهمی زنانه
کلیپ پلیس پس از کلیپ ارازل ! - ویدیوی دیدنی از اعتراف مقامات امنیتی آمریکا در کنگره به نقش محوری عربستان در تروریسم / تلاش برای تبرئه برباددهندگان سرمایه ملت ایران با نفت 65 دلاری! / ویدیوی نجات معجزه آسای یک دختر در مترو / فیلم پوشاندن مجسمه‌های برهنه ایتالیا برای استقبال از روحانی از دیگر ویدیوهای این بسته خبری است.
لاشه نهنگ های عنبر در ساحل انگلیس - گزارش تصویری / امواج آب لاشه دو نهنگ غول پیکر را به ساحل شهر اسکگنس در انگلیس و مردم شهر را برای گرفتن عکس یادگاری به سمت ساحل کشانده است.
اراذل و اوباش کلیپ ساز ! / عکس و فیلم - جست‌وجوی نام شرور تحت تعقیب کافی است تا به نام دیگر هم مسلکان وی در آن خطه برسیم، از درگیری های سابقه دار و قدیمی این اراذل خبردار شویم، به صفحات، وبلاگ ها و مطالب منتشر شده درباره درگیری این اشرار با یکدیگر راهنمایی شویم و از همه عجیب تر، به فیلم هایی دست پیدا کنیم که نشان می‌دهد چه رقابتی در کسب نام(!) میان این اراذل جاری است.
فیلم/ افشاگری کارمند سابق شبکه جم - «ع.الف» از کارمندان سابق شبکه جم درخصوص اسپانسرهای مالی این شبکه ضد ایرانی صحبت می‌کند.
رونمایی از همسر جدید آزاده نامداری / عکس - آزاده نامداری مجری تلویزیون شب گذشته عکسی با همسرش به نام سجاد عبادی را در صفحه اینستاگرامش به اشتراک گذاشت و نوشت:«خاطرات پاييزي.»
عجیب‌ترین مشاهدات یک آلمانی در سفر به ایران - نویسنده کتاب They would rock روز شنبه ۱۷ ژانویه در کتاب‌فروشی فروغ در شهر کلن آلمان کتاب‌خوانی داشت. به همین بهانه با او درباره کتابش و خاطراتش از سفر به ایران گفت‌وگو کردیم.
دخترانی که با دیدن گلزار گریه میکنند! / فیلم - در شبی که گریه امان چند دختر را بُریده بود، رضا گلزار رکورد سلفی یک ستاره را شکست!/این تنها ویدئوی منتشر شده از شب شام خصوصی آقای سوپراستار و طرفدارانش در یک رستوران مجلل است.
عکسهايی ديده نشده از روزهای برجام - عکسهايی كمتر ديده شده از روزهای گفتگوی برجام
گلوریا هاردی بازیگر نقش آزاده در کیمیا / تصاویر - جالب اینجاست که این بازیگر فرانسوی - ایرانی در سریال کیمیا در فرانسه بدون حجاب ایفای نقش میکند اما در ایران حتی در موقع خواب هم روسری دارد !
ویدیوی دیدنی از انگلیسی حرف زدن علی آبادی - آبروی کشور چگونه و چه ساده به بازی گرفته میشود.
پربازدیدها