دوشنبه ۵ تیر ۱۳۹۶ / Monday, 26 June, 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
شهرداری قرچک , یوسف قربانی , قطب دام , همکاری منطقه‌ای , مربی تیم ملی , کودک خودشیفته , باغستان سنتی قزوین , محمد علی خاشی , جذب دانش آموز , یک پرچم , کربن , نیروهای ائتلاف ضد داعش , میلاد امام علی , توسعه فناوری سبز , پلیس سیاهپوست , واکسیناسیون دام , مجمع خیرین مدرسه ساز استان البرز , سرمربی تیم پومسه دانشجویان , شهرداری، , سه شنبه 16 خرداد , اهدای مدال , حرفه ای، , شاندیز , بیمه؛ , مشکلات ادبیات , تنها بانو , مسعود دشوارگر , 8 هزار خانوار , سریال پایتخت 4 , رحمتیان , شوک الکتریکی , مهدی دادفر , نخستی شناس , غرفه آلمان , فواید سلامتی , مکمل های غذایی , برداشت رطب , بلبل , حفاظت محیط زیست , در دبستانهای اصفهان , اصلاح ساختار , کانون همیاران سلامت , میدان های اصلی شهر , بودجه فرهنگی , ناجی , بان کی مون سوریه , ملی پوش محبوب ایرانی , حذف نام , اریک کانتونا , بانوی فلسطینی ,

برخی از مطالبی که کاربران هم اکنون در حال خواندن آن هستند
به عزم توبه سحر گفتم استخاره کنم , روابط تاریخی بین دو کشور تا پیروزی انقلاب اسلامی ایران (۳) , خواص داروئی , درمان , شیوه‌های خرید , آرامگاه‌ها (۱۵) , مردی به هوش بودم و خاطر بجای خویش , زبان و گویش , مراحل، اسناد و مدارک ثبت سفارش , در قضا و قدر , موزه‌ها و کتابخانه , گویی مرا زبان و دهن نیست , تشخیص , نزل عشقت جان شیرین آورم , پرستارى و مراقبت از زائو (۲) , مراسم مربوط به مراحل زندگی انسان‌ها , گداخت جان که شود کار دل تمام و نشد , ۱۸۳۳ م. اختراع داگرئوتیپ (عکاسی) , غیر مگذار که در بزم تو آید گستاخ , انواع کشتی از نظر نوع ساخت ,

برخی منابع مهم خبری
parsnews.com پارس نیوز , zamannews.ir زمان , didban.ir دیدبان , cinemapress.ir سینما پرس , cup.ir کاپ , namaknews.ir نمک , ikcopress.com ایران خودرو , hamshahrilinks.org روزنامه همشهری , shahrvand-newspaper.ir روزنامه شهروند , dolatebahar.com دولت بهار , memarinews.com معماری نیوز , javanonline.ir جوان آنلاین , ipasand.com آی پسند , otaghpress.com اتاق‌پرس , rooyeshnews.com رویش , bankia.ir بانکیا , dchq.ir ستاد مبارزه با مواد مخدر , sena.ir سنا , lemonpress.ir لمون پرس , eghtesadonline.com اقتصاد آنلاین , fairna.ir فیرنا , 7sobh.com روزنامه هفت صبح , esteghlaljavan.ir روزنامه استقلال جوان , jamejamonline.ir جام جم , roozannews.com روزان , https: سخت افزار مگ , parstourism.ir پارس توریسم , rajanews.com رجانیوز , khademnews.com خادم , sarihnews.com صریح ,

وبگردی
70 میلیون در اروپا 100 میلیون در ایران / با قرارداد برجامی ! / این همه خوشحالی برای چیست ؟
70 میلیون در اروپا 100 میلیون در ایران / با قرارداد برجامی ! / این همه خوشحالی برای چیست ؟ - قیمت پایه خودرو پژو 2008 که محصول سال 2014 پژوی فرانسه به شمار می رود، در انگلستان، با احتساب مالیات و عوارض که معمولا هم در این کشور زیاد است، ۱۳ هزار و ۳۴۵ پوند می‌شود که اگر با پوند آزاد هم حساب کنیم، نزدیک به ۷۰ میلیون تومان خواهد شد.
اولین پست اینستاگرامی حسن روحانی پس از اهانت
اولین پست اینستاگرامی حسن روحانی پس از اهانت - فیلم / اولین پست اینستاگرامی حسن روحانی پس از اهانت به وی در راهپیمایی روز قدس
فیلم | توهین به رئیس‌جمهور در حاشیه راهپیمایی روز قدس
فیلم | توهین به رئیس‌جمهور در حاشیه راهپیمایی روز قدس - فیلم - در ویدئوی زیر تصاویری از توهین برخی از افراد حاضر در راهپیمایی روز قدس به رییس جمهور را مشاهده می کنید.
بیعت در نظام اسلامى یک شرط براى حقانیت زمامدارى، زمامدار است
بیعت در نظام اسلامى یک شرط براى حقانیت زمامدارى، زمامدار است - اگر یک زمامدارى بود مردم با او بیعت نکردند، یعنى آن را قبول نکردند آن زمامدار خانه‌نشین خواهد شد و مشروعیت ولایت و حکومت به بیعت مردم وابسته است یا بگوییم فعلیت زمامدارى و حکومت به بیعت مردم وابسته است.
بهناز جعفری !
بهناز جعفری ! - ویدیو از آپارات
روایت متفاوت از یک عنصر داعشی بازگشته به ایران
روایت متفاوت از یک عنصر داعشی بازگشته به ایران - مستند بازگشت عیسی که روایتی متفاوت از یک عنصر داعشی بازگشته به ایران است، نشان از حریت و بازگشت به عقلانیت جوانی فریب خورده است.سوژه ی اصلی این مستند عیسی جزنیا است که ماجرای پیوستن خود به گروهک تروریستی داعش و بازگشت خود را بیان می کند.
انتشار برای اولین بار لحظه شهادت شهید تیموری
انتشار برای اولین بار لحظه شهادت شهید تیموری - ویدیوهای اختصاصی شبکه افق + ویدیوهای دوربین های مدار بسته که برای اولین بار منتشر شدند
محمود خاوری در کانادا دیده شد / عکس
محمود خاوری در کانادا دیده شد / عکس - مدیرعامل بانک ملی دولت اصولگرای احمدی نژاد که در آن روزگار چفیه بر گردن می‌انداخت و چهره‌ای متظاهر داشت، پس از مشخص شدن دست داشتن در پرونده‌ی سه هزار میلیاردی، به کانادا فرار کرد.
اشاره علیخانی به زندگی شخصی اش در گفتگو با فرزند طلاق
اشاره علیخانی به زندگی شخصی اش در گفتگو با فرزند طلاق - احسان علیخانی دقایقی پیش در گفتگو با یک «فرزند طلاق»: خیلی شبیه تو بودم. تو آن سیزده سال رو دیدی، من اون سیزده سالم ندیدم.
رییس جمهور جوان فرانسه و همسرش!
رییس جمهور جوان فرانسه و همسرش! - امانوئل ماکرون یکشنبه شب به‌عنوان رئیس جمهور جدید فرانسه معرفی شد، او علاوه بر اینکه جوانترین رئیس جمهور این کشور است، همسری دارد که بسیار مورد توجه رسانه‌ها قرار گرفته است.
برخورد پره‌های بالگرد به سر مدیرکل بحران کهگیلویه‌وبویراحمد
برخورد پره‌های بالگرد به سر مدیرکل بحران کهگیلویه‌وبویراحمد - اخیرا تصاویر برخورد ملخک هلی کوپتر با مدیرکل حوادث غیرمترقبه کهگیلویه،به عنوان خبری داغ در کانال های تلگرامی منتشر شده. این ویدئو مربوط به مرداد ۸۹ است.
رابطه عاشقانه رضا روحانی با مجری شبکه من و تو
رابطه عاشقانه رضا روحانی با مجری شبکه من و تو - این آهنگساز 39 ساله به تازگی رابطه ای عاشقانه را با یکی از مجریان شبکه من و تو آغاز کرده است. رضا روحانی با انتشار عکسی از خودش و فرانک مجری این شبکه, از پیدا کردن عشق واقعی زندگی اش نوشت.
صید ماهی خاویاری ۶۰۰ کیلویی در دریای خزر
صید ماهی خاویاری ۶۰۰ کیلویی در دریای خزر - به گزارش خبرنگار مهر، یک فیل‌ماهی خاویاری با وزن حدودی ۶۰۰ کیلو و بیش از ۷۰ کیلوگرم خاویار روز یکشنبه توسط صیادان دو کومه گمیشانی صید شد.
    پربازدیدها