Tài liệu Thống kê hệ thống cơ điện tử

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Định nghĩa : Cơ điện tử là lĩnh vực kỹ thuât liên ngành thực hiện việc thiết kế sản phẩm dựa trên sự sát nhập các phần tử cơ khí và điện tử đƣơc phối hơp bởi một cấu trúc điều khiển. •Definition of mechatronics : “Interdisciplinary field of engineering dealing with the design of products whose function relies on the integration of mechanical and electronic components coordinated by a control architecture” Ví dụ : Tất cả các TB cơ khí,bao gồm các TB điện tử, một vài loại có máy tính với màn hình hiển thị. • Hầu hết các sản phẩm đƣợc thiết kế nới là HT Cơ điện tử THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Hệ thống ĐK và Giám sát Máy bay , Hệ thống túi khí và phanh ABS Hệ thống tích hợp Robot và máy CNC. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Các thành phần cơ bản hệ thống cơ điện tử HT HT TT TT HT HT MT ĐIỆN HTCĐT không là HT Cơ +Điện tử, nhƣng nhiều hơn HT điều khiển THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Hệ thống dòng năng lƣợng cơ khí bằng cảm biến và cơ cấu chấp hành và dòng thông tin để hình thành hệ cơ điện ( Mechnical-electronic system ) Quan điểm phát triển : Hệ thống cơ khí,cảm biến và cơ cấu chấp hành và vi điện Hệ thống tích hợp công nghệ tử đƣợc tích hợp gia tăng để cơ khí, điện tử và công nghệ hình thành hệ cơ điện tử ( thông tin để tạo thành HT cơ Mechatronic system ) điện tử , THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ HT-CDT bao gồm các hệ con thuộc các lĩnh vực khác nhau đƣợc kết nối với nhau . • Tƣơng tác các BP cơ và BP Điện tử - số có ý nghĩa quan trọng trong việc hoạt động hệ thống . THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ H. QT cơ khí và QT công nghệ TT phát triển thành Cơ Điện Tử THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Phƣơng pháp tích hợp : Có 2 cách tích hợp : •Tích hợp bộ phận ( tích hợp phần cứng ) : sản phẩm thiết kế HT-CDT nhƣ HT tổng thể gồm cảm biến, cơ cấu chấp hành,vi điện tử nhúng vào quá trình cơ khí . •VD:Tích hợp cảm biến và vi máy tính -CB thông minh •VD:Tích hợp CCCH và vi máy tính –CCCH thông minh. •Tích hợp bằng quá trình thông tin ( Software integration ) Dựa trên chức năng điều khiển nâng cao ( advanced control ) THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ H. Cách tích hợp HT – Cơ điện tử THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ PP tích hợp HTCĐT a)Sơ đồ khối HT cơ + điện tử (mechnical+electronic system ) a) Tích hợp phần cứng (Hardware Integration ) c) Tích hợp dòng thông tin (Software Integration ) THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ So sánh hệ thống thiết kế cơ điện tử và vạn năng Thiết kế vạn năng Thiết kế Cơ điện tử • Thêm bộ phận •Tích hợp bộ phận ( phần cứng) • Khối •CC phức tạp •Nối cáp •Nối các bộ phận •Compact •CC đơn giản •Truyền thông Bus, không dây •Bộ phận tự động hóa • Điều khiển đơn giản •Tích hợp dong thông tin (PM) • Kết cấu cứng •Điều khiển feedfoward •Điều khiển tuyến tính ( Analog) • Độ chính xác với sai lệch nhỏ do không đo đƣợc tham số. •Thay đổi tùy ý •Hiển thị đơn giản •Khả năng hệ thống cố định •Cấu trúc mềm với giảm chấn điện tử •Điều khiển phản hồi lập trình •Điều khiển số (phi tuyến ) •Độ chính xác cao do đo lƣờng và ĐK hồi tiêp •Điều khiển các đại lƣợng không đo lƣờng •Ƣớc lƣợng tham số •Khả năng dạy đƣợc THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Giao diện truyền thông Cơ cấu tham chiếu Cấu trúc quá trình thông tin cho HTCĐT Chức năng đa điều khiển Cơ sở kiến thức Hệ thống tự động hóa thông minh với Đa điều khiển, Cơ sở kiến thức và cơ cấu tham chiếu và giao diện THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Các thành phần hệ thống cơ điện tử Hệ thống cơ khí Hiển thị đồ họa Giao diện và chế độ tín hiệu đầu ra Giao diện và chế độ tín hiệu đầu vào Cấu trúc điều khiển số H. Các thành phần hệ thống cơ điện tử THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ Qui trình thiết kế hệ thống cơ điện tử Mô hình hóa & Mô phỏng Tạo mẫu (Protyping) Nhận dạng MP-Phần cứng TKNL &CN TK-Tối ƣu MHH-Ng.lý CB&CCCH TK-Điều khiển TK- Tối ƣu Thông tin cập nhật trong tƣơng lai H. Qui trình thiết kế hệ thống cơ điện tử Triển khai/vòng đời SP HT-PM nhúng TUH-CK -SP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ H. Các loại sơ đồ cho Ô tô a) Sơ đồ bộ phận b)Sơ đồ khối truyền NL c) Sơ đồ khối nhiều cổng với dòng và cƣờng độ d) Sơ đồ khối dòng tín hiệu THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ VD : HTCĐT : Máy in phun mực laze •CCCH : ĐC Secvo&ĐC bƣớc : quay trống và cuộn giấy •Cảm biến : Encoder & Công tắc HT :BV giấy và cữa của máy . •TB số : Vi MT điều khiển chức năng máy •Mạch giao diện và chế độ : Chuyển TT vị trí giấy từ CĐ Analog sang Digital •Hiển thị : màn hình cung cấp thông tin nhìn đƣợc THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ BĐK tốc độ ĐC-DC : •Sensor : potensionmeter – Biến trở - thay đổi điện áp •Vi điều khiển : PIC và Máy tính nhỏ trên chip IC •Điều khiển ĐC quay theo tốc độ tƣơng ứng điện áp . H. Sơ đồ khối BĐK tốc độ ĐC H. Hình ảnh của BĐK tốc độ ĐC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ BĐK tốc độ ĐC-DC : •Mạch giao diện 1 : Bộ chuyển đổi A/D và D/A, tín hiệu V – Anlog – VĐK- digital Truyền thông giữa tín hiệu analog và số •Mạch giao diện 2: Mạch khuyêch đại : ĐC cần dòng điều khiển và liên hệ V-I •CCCH ( Actuator) ĐC – DC H. Sơ đồ khối BĐK tốc độ ĐC H. Hình ảnh của BĐK tốc độ ĐC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ BĐK tốc độ ĐC-DC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 1.1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIÊN TỬ BĐK tốc độ ĐC-DC H. Thiết lập công cụ thời gian thực H. Sơ đồ mạch điện BĐK-ĐC 1 chiều