BÀI GIẢNG HỆ ĐẠI HỌC LỚP CĐ CĐT K9 Giảng viên : Phan Đình Hiếu Bộ mơn : Cơ điện tử Môn học : Cơ điện tử Chương 1: Tổng quan hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm 1.2 Các thành phần hệ điện tử 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử 1.4 Xu hướng phát triển hệ điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử - Kasakawa electric: “ Thuật ngữ điện tử (Mechatronics) tích hợp thành phần khí ( Mechanics) với hệ điều khiển điện tử ( Electronics)” - Tomizuka Fukuda : “ Cơ điện tử tích hợp chặt chẽ kĩ thuật khí với điện tử điều khiển máy tính thông minh thiết kế chế tạo sản phẩm qui trình cơng nghiệp - Auslander kempf: “ Cơ điện tử áp dụng tổng hợp định tạo nên hoạt đông hệ vật lý” 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử - Shetty Kolk: “ Cơ điện tử phương pháp luận dùng để thiết kế tối ưu sản phẩm điện” - Bolton: “ Một hệ điện tử không kết hợp chặt chẽ hệ khí, điện khơng đơn hệ điều khiển, tích hợp đầy đủ hệ ” - PGS-TSKH Phạm Thượng Cát định nghĩa điện tử: “ Cơ điện tử lĩnh vực khoa học cơng nghệ hình thành từ cộng nhiều ngành khoa học cơng nghệ nhằm hồn thiện, thơng minh hóa tạo nên linh hồn cảm xúc cho sản phẩm công cụ phục vụ người” 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử • Hiểu điện tử ba khía cạnh cần quan tâm: - Quá trình hình thành điện tử - Phương diện kĩ thuật - Phương diện sản phẩm 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử Quá trình hình thành ngành điện tử: - Gốc điện tử khí - Cơ khí hóa tích hợp kĩ thuật điện thành lĩnh vực điện - Tích hợp kĩ thuật phần mềm hình thành điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử Phương diện kĩ thuật: - Là kĩ thuật liên ngành - Là công nghệ hầu hết ngành công nghiệp Phương diện sản phẩm: - Hệ thống tích hợp cách hữu hệ cấu chấp hành, cảm biến, điều khiển - Được ví thể sống Sự tích hợp điện tử khơng thực qua ghép nối khí mà cịn quan hệ tín hiệu điều khiển 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Tích hợp hệ thống thông tin: - Dựa chức điều khiển đại Bên cạnh hệ thống điều khiển phản hồi cịn có hệ thống điều khiển mức độ cấp cao giám sát chuẩn đốn lỗi, hệ thống điều khiển tối ưu thích nghi cách tổng thể - Hệ thống sở khiến thức làm sở cho điều khiển 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Tích hợp thơng tin: 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử 1.3.3 Phương pháp thiết kế truyền thống: - Thiết kế theo phương pháp trình tự cơng đoạn Khi xong cơng đoạn đến cơng đoạn - Trình tự bước: Thiết kế chế tạo khí Thiết kế lắp ráp điện động lực Thiết kế lắp ráp hệ điều khiển phần mềm Kiểm tra hiệu chỉnh sản phẩm 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Thiết kế truyền thống 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Nhược điểm: - Thời gian thiết kế kéo dài - Khó đưa giải pháp tổng thể tối ưu - Tốn chắp vá thiếu hiệu 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử 1.3.2 Phương pháp thiết kế điện tử: Thực đồng thời việc thiết kế khí, điều khiển kết hợp tiếp cận hệ thống Có ba bước thiết kế Mơ hình hóa mô phỏng: - Phác thảo ý tưởng, mô tả chức thiết bi - Lập mô hình đơn giản mơ tả chức hệ - Tổ hợp chi tiết modul mơ tả xác modul hệ việc thêm vào modul cảm biến chấp hành - Bộ điều khiển tích hợp vào - Mơ lặp lặp lại tìm mơ hình tối ưu 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Bước tạo mẫu: - Thay số khối mô hình ảo máy tính modul thực - Nó đối tượng, phần cứng phần mềm điều khiển Bước triển khai chế tạo: - Chế tạo khí, chấp hành, truyền động, ghép nối phần cứng điều khiển, cài đặt phần mềm điều khiển xác định thông số phục vụ cho cài đặt nâng cấp 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Thiết kế điện tử: 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử Ưu điểm phương pháp thiết kế điện tử: - Tối ưu thời gian, kinh phí - Đưa giải pháp tổng thể thống - Tin cậy chi phí thấp 1.4 Xu hướng phát triển điện tử Tạp chí “ Technology Review” MIT xếp điện tử vào nhóm 10 cơng nghệ làm thay đổi giới tk 21 Cơng nghệ nền: - Truyền động xác đến nano mét, ổ từ, đệm từ trường cho tốc độ quay hàng trục vạn vòng/phút - Kĩ thuật sinh, vi điện tử (MEMS), nano điện tử (NEMS), trí tuệ nhân tạo (AI), mạng nơ-ron nhân tạo (ANN), logic mờ (FL), giải thuật gen (GA) tạo sản phẩm ngày tinh xảo 1.4 Xu hướng phát triển điện tử Trong sản xuất: - Các hệ thống tự giám sát ( Autonomous inspection system), hệ thống định thông minh ( Intelligent Decision system) hệ thống tự động không cần người tự thích ứng có tác động bên - Hệ thống theo bậc phân cấp gồm có cấp servo control, cấp điều khiển q trình (Process control), cấp giám sát ( Supervisory control), cấp phân xưởng ( Shop floor control), cấp nhà máy ( Plant control) 1.4 Xu hướng phát triển điện tử - Các hệ thống có cấu trúc mở, hệ thống máy cơng cụ tái cấu hình được, hệ thống sản xuất tái cấu hình 1.4 Xu hướng phát triển điện tử Phân cấp hệ thống: lý Điều hành Điều khiển Chấp hành management level cell level Field level actuator-sensor level 1.4 Xu hướng phát triển điện tử Mơ hình phân cấp hệ thống siemens ... quan hệ tín hiệu điều khiển 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử - Như trình hình thành điện tử trình nâng cấp dần hệ thống. .. 1: Tổng quan hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm 1.2 Các thành phần hệ điện tử 1.3 Đặc điểm thiết kế hệ điện tử 1.4 Xu hướng phát triển hệ điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử - Kasakawa... Gốc điện tử khí - Cơ khí hóa tích hợp kĩ thuật điện thành lĩnh vực điện - Tích hợp kĩ thuật phần mềm hình thành điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử 1.1 Các khái niệm hệ thống điện tử Phương