یکشنبه ۳۰ مهر ۱۳۹۶ / Sunday, 22 October, 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
توررنگی , تفکر متفاوت , حملات ضد تروریستی روسیه , رییس سازمان هواپیمایی , جزایر قناری , دورخ دبستان , فرماندار مهدیشهر , مادرها , آبفا بندرماهشهر , جهانگیرزاده , مجمع جهانی , افزایش بهای نفت خام , چاق ترین مرد جهان , لشکر فاطمیون , ویکی پدیا , مایکرو سافت , قاری برتر دنیا , کلیپ شیب , هولی , تیم ملی والیبال کانادا , دیوید فیلیپس , شریک تجاری , تیم ملی والیبال امید , نقره کوب , «سیاهی چسبناک شب» از محمود حسینی‌زاد , دیوار مکزیک , شهردار سلطان آباد , قتل تبعه عراق , طرح توسعه امامزاده جعفر یزد , تعمیر وبازسازی مدرسه , بدن سالم , 7میلیارد ریال , شهردار شهر ناگازاکی , سامانه‌های فروش , فنی , عضو شورای انقلاب فرهنگی , محمدمحسن ربانی , گجرات پویا , فرانک کلوتس , به سوی , خاواده , بنیاد نیکوکاری , لیگ جهانی کاراته , محسن شریفی شایگان , شکست روحی , مراوده غیر نفتی , در تکاپوی رنگ , کانال شکنی , نمایشگاه فروش بهاره , خوشحالی زودهنگام ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
بلبلان که رساند نسیم باغ ارم , سایر ذخایر انرژی , آتشكدهٔ گناباد، روستای گیسور، گناباد , تقسیمات کشوری و اداری , روشنائی مصنوعی , چشمه پری(۲) , قسمت پنجم (۲) , پادشاهی گرشاسپ , مخارج دولت در جهانگردی(۲) , لحا الله بعض الناس یأتی جهالة , بقایای عمارت رَبع رشیدی، تبریز , روابط با کشورهای جهان سوم , تشبیه بند و دام قضا به صورت پنهان به اثر پیدا , تاریخچه , درمان با PPN , باقی قصه‌ی اهل سبا , غربالگری و تشخیص به‌موقع , مدارس علوم دینی تبریز , ابن سیرین , منهاج‌السراج و طبقات ناصری ,

برخی منابع مهم خبری
e-estekhdam.com ای استخدام , weblogina.com وبلاگینا , 9day.ir 9 دی , zamandaily.ir روزنامه زمان , resalat-news.com روزنامه رسالت , mashreghnews.ir مشرق نیوز , isna.ir ایسنا , nedayeenghelab.com ندای انقلاب , cup.ir کاپ , tadbir24.ir تدبیر 24 , golagha.ir گل آقا , honarpress.com هنر پرس , ipasand.com آی پسند , sobhetehran.com صبح تهران , beytoote.com بیتوته , hayat.ir حیات , namehnews.ir نامه نیوز , bamdadonline.com بامداد , rahemardomnews.com راه مردم , naghola.com ناقلا , javanemrooz.com جوان امروز , eghtesadonline.com اقتصاد آنلاین , shahrdaronline.com شهردارآنلاین , iscanews.ir ایسکانیوز , vista.ir ملت ایران , talanews.com طلانیوز , tarikhirani.ir تاریخ ایرانی , aftabnews.ir آفتاب نیوز , irangrand.ir ایران گراند , ayandenews.com آینده ,

وبگردی
همسر جهانگیری در ضیافت ناهار همسر اردوغان در کشتی!
همسر جهانگیری در ضیافت ناهار همسر اردوغان در کشتی! - همسر اسحاق جهانگیری و دیگر مقامات اجلاس دی-۸ در ضیافت ناهار همسر اردوغان را می‌بینید.
محسن افشانی باز هم جنجال آفرید.
محسن افشانی باز هم جنجال آفرید. - بتازگی فیلمی در استوری اینستاگرام خانم لنی برلین lennyberlin خواننده و دی جی اوکراینی منتشر شده که عجیب بود. حضور آقای محسن افشانی بازیگر کشورمان در کنسرت این خواننده و حضور در کنار این خانم آن هم با ظاهری نامتعارف جای سوال و تعجب دارد.
ظلمِ برخی مقامات، جمهوری اسلامی را با خود خواهد برد!
ظلمِ برخی مقامات، جمهوری اسلامی را با خود خواهد برد! - این روزها مردم حس می کنند سفره ای از پول و امکانات پهن شده و هر کسی بی توجه به کار و تلاشش و صرفا با نزدیکی به صاحبان قدرت پای آن نشسته اند و می خورند و می برند! باور کنیم ظلم و ستم اینان، همه ما را به زودی با خود خواهد برد. این روزها برخی مقامات در چشمان مردم زل می زنند و رانت دهی و رانت خواری را طبیعی و عادی جلوه می دهند و حتی طلبکار مردم هم می شوند.
میرشکاک: اختلاس مقدس شده است
میرشکاک: اختلاس مقدس شده است - خشت خام / نوبت سی و چهارم / گفتگوی حسین دهباشی با یوسفعلی میرشکاک / ویدیو از آپارات
فیلم | شخصی که کنار ترامپ ایستاده بدل ملانیاست
فیلم | شخصی که کنار ترامپ ایستاده بدل ملانیاست - فیلم - کاربران شبکه های اجتماعی با انتشار این ویدئو شایعه کرده اند فردی که کنار دونالد ترامپ ایستاده، ملانیا نیست و بدل او است.
رفتار نامناسب قرائتی در یک برنامه زنده
رفتار نامناسب قرائتی در یک برنامه زنده - سن و سال كه بالا برود حوصله آدم كمتر مي شود. در پخش مستقيم هم اقتضائات و شرايطي است كه آقاي قرائتي به آن عادت ندارد. در همين ويدئو هم ايشان مي گويد دوربين را نگه داريد! يعني كاملا واضح است كه ايشان تصور مي كرده در يك برنامه ضبطي سخنراني مي كند!
حمله خانم نماینده با پایه میکروفن به معاون استاندار
حمله خانم نماینده با پایه میکروفن به معاون استاندار - هاجر چنارانی نماینده نیشابور سخنرانی معاون استاندار خراسان رضوی را بخاطر استفاده سهوی از کلمه خراسان غربی در سخنرانی گذشته به هم زد.
"اسیدپاشی اصفهان" هم‌چنان "معما"
"اسیدپاشی اصفهان" هم‌چنان "معما" - این اظهارات رییس پلیس آگاهی مسیر عجیب خود را ادامه داد تا به اینجا رسید که توپ عدم دستگیری اسیدپاش را به زمین رسانه‌ها انداخت. او گفت: "این در شرایطی بود که این فرد در شرایط زمانی آن موقع به‌دنبال حساسیت بالایی که در رسانه‌ها و جامعه ایجاد شد، در نیمه راه، از ادامه مسیرش منصرف شد."
حاشیه های مراسم ختم داود احمدی‌نژاد
حاشیه های مراسم ختم داود احمدی‌نژاد - مراسم ترحیم مرحوم داود احمدی‌نژاد برادر رئیس جمهور سابق کشورمان عصر دیروز در مسجد امام خمینی(ره) شهرک شهید محلاتی برگزار شد.
دختر شطرنج‌باز ایرانی به تیم ملی آمریکا پیوست
دختر شطرنج‌باز ایرانی به تیم ملی آمریکا پیوست - دختر شطرنج‌باز ایرانی که به دلیل حضور بدون حجاب در رقابت‌های بین‌المللی از تیم ایران اخراج شد، به تیم ملی آمریکا پیوست.
میلیاردر ایرانی بار دیگر خودرویBMW خود را به آتش کشید
میلیاردر ایرانی بار دیگر خودرویBMW خود را به آتش کشید - فیلم / آقا این ماشینو بفروش یک پراید بخر راحت شو.
ازدواج قربانی اسید پاشی اصفهان
ازدواج قربانی اسید پاشی اصفهان - مرضیه ابراهیمی در جریان اسیدپاشی یکی از قرنیه‌هایش را از دست داد و بدنش نیز به‌ شدت آسیب دید و یک قسمت از سرش سوراخ شد.
مشاهده زندگی جدید خانم رهنما فعلآ بلامانع است / عکس
مشاهده زندگی جدید خانم رهنما فعلآ بلامانع است / عکس - عقد «بهاره رهنما» و همسرش در حرم امام رضا (ع)
تصاویر ازدواج مجدد بهاره رهنما
تصاویر ازدواج مجدد بهاره رهنما - بهاره رهنما که بیشتر کارهای او با مضمون ظنز و کمدی است . روز شنیه 4 شهریور با امیر خسرو عباسی ازدواج کرد.
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
    پربازدیدها