Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

BÀI GIẢNG HỆ ĐẠI HỌC
LỚP CĐ CĐT K9
Giảng viên : Phan Đình Hiếu
Bộ môn : Cơ điện tử
Môn học : Cơ điện tử 1

Chương 1: Tổng quan hệ thống cơ điện tử
1.1 Các khái niệm cơ bản
1.2 Các thành phần cơ bản của hệ cơ điện tử
1.3 Đặc điểm thiết kế hệ cơ điện tử
1.4 Xu hướng phát triển của hệ cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
- Kasakawa electric: “ Thuật ngữ cơ điện tử
(Mechatronics) là sự tích hợp các thành phần cơ khí
( Mechanics) với hệ điều khiển điện tử
( Electronics)” .
- Tomizuka và Fukuda : “ Cơ điện tử là sự tích hợp
chặt chẽ của kĩ thuật cơ khí với điện tử và điều
khiển máy tính thông minh trong thiết kế và chế tạo
các sản phẩm và qui trình công nghiệp.
- Auslander và kempf: “ Cơ điện tử là sự áp dụng
tổng hợp các quyết định tạo nên hoạt đông của các
hệ vật lý”

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
- Shetty và Kolk: “ Cơ điện tử là một phương pháp luận dùng
để thiết kế tối ưu các sản phẩm cơ điện”
- Bolton: “ Một hệ cơ điện tử không chỉ là sự kết hợp chặt
chẽ các hệ cơ khí, điện và nó không chỉ đơn thuần là

một hệ điều khiển, nó là sự tích hợp đầy đủ các hệ trên
”.
- PGS-TSKH Phạm Thượng Cát định nghĩa về cơ điện tử:
“ Cơ điện tử là một lĩnh vực khoa học và công nghệ được
hình thành từ sự cộng năng của nhiều ngành khoa học
công nghệ nhằm hoàn thiện, thông minh hóa tạo nên
linh hồn cảm xúc cho các sản phẩm và công cụ phục vụ
con người”

•
Hiểu được cơ điện tử ba khía cạnh cần quan tâm:
- Quá trình hình thành cơ điện tử
- Phương diện kĩ thuật
- Phương diện sản phẩm
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
Quá trình hình thành ngành cơ điện tử:
- Gốc cơ điện tử là cơ khí.
- Cơ khí hóa tích hợp kĩ thuật điện thành lĩnh vực cơ
điện
- Tích hợp kĩ thuật phần mềm hình thành cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
Phương diện kĩ thuật:
- Là một kĩ thuật liên ngành
- Là công nghệ nền của hầu hết các ngành công nghiệp
Phương diện sản phẩm:

- Hệ thống tích hợp một cách hữu cơ các hệ cơ cấu
chấp hành, cảm biến, điều khiển
- Được ví như một cơ thể sống. Sự tích hợp trong cơ
điện tử không chỉ thực hiện qua ghép nối cơ khí mà
còn cả các quan hệ về tín hiệu và điều khiển

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
- Như vậy quá trình hình thành cơ điện tử là quá trình
nâng cấp dần hệ thống nhờ những thành tựu mới về
kĩ thuật cơ khí, điện, điều khiển tự động, điện tử số
và máy tính.
- Do vậy đã có sự biến đổi hoàn toàn về chất các sp cơ
điện tử so với các hệ cơ khí truyền thống

Những ưu điểm của hệ cơ điện tử so với cơ khí
truyền thống:
-
Chính xác, hiệu quả, rẻ tiền, thân thiện với người
dùng.
-
Nhỏ gọn, tin cậy, tiêu hao ít năng lượng, an toàn và
dễ thay đổi mẫu mã
-
Không có các cơ cấu truyền động cơ khí vì vậy làm
việc không có lực tác dụng nên không hao mòn cơ
học.

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử
Định nghĩa về hệ cơ điện tử:
“ Cơ điện tử là một kĩ thuật liên ngành, sinh ra do sự
tích hợp hữu cơ giữa kĩ thuật cơ khí, điện tử, khoa học
máy tính và công nghệ thông tin dùng để thiết kế các
sản phẩm thông minh”.

Ví dụ về sự phát triển của ôtô
1.1 Các khái niệm hệ thống cơ điện tử

1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử

1.2.1. Hệ thống thông tin:
- Bao gồm các modul liên quan đến quá trình truyền, xử
lý tín hiệu, phân tích và điều khiển
- Mô hình hóa
- Mô phỏng
- Điều khiển
- Tối ưu hóa
1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử

Mô hình hóa:
- Là sự mô tả đối tượng (thiết bị, quá trình) thực thông qua
một ngôn ngữ thích hợp.
- Sử dụng các ngôn dạng đồ họa, đồ thị, sơ đồ khối, dạng
toán học ( Phương trình đại số, phương trình vi phân).
Mô hình:
- Là kết quả mô tả được gọi là mô hình.

-Mô hình có thể là dạng đồ họa, đồ thị, sơ đồ khối, dạng
toán học
-Mô hình có cấu trúc nhân quả.
-Mô hình không phải là đối tượng thực.
1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ cơ điện tử