Bài giảng Nhập môn cơ điện tử: Chương 8 - Phần mềm trong hệ cơ điện tử được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Giới thiệu về phần mềm thiết kế cơ điện tử; Phần mềm mô phỏng cơ điện tử; Phần mềm tính toán cơ điện tử. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây.
12/9/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HANOI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Nhập môn Cơ điện tử Introduction to Mechatronics Giảng viên: TS Nguyễn Anh Tuấn Bộ môn Cơ điện tử – ĐHBK Hà Nội Email: bktuan2000@gmail.com Content Introduction to Mechatronics Chương Phần mềm hệ CĐT Chủ đề Giới thiệu Chủ đề Phần mềm thiết kế Chủ đề Phần mềm mô Chủ đề Phần mềm tính tốn 1 12/9/2018 Giới thiệu • Phần mềm thiết kế (Design software) - Phần mềm thiết kế khí - Phần mềm thiết kế điện-điện tử • Phần mềm tính tốn (Calculation software) - Maple - Labview - Matlab,… • Phần mềm mơ (Simulation software) - Mơ hệ thống khí - Mô hệ thống điện-điện tử - Mô hệ thống cơ-điện Phần mềm thiết kế Cấu trúc vai trò phần mềm thiết kế hệ thống điện tử 12/9/2018 Phần mềm thiết kế 2.1 Thiết kế truyền thống • Phương pháp thiết kế truyền thống Trình tự bước quy trình thiết kế truyền thống Phần mềm thiết kế • Phương pháp thiết kế hệ Cơ điện tử Trình tự bước quy trình thiết kế hệ thống Cơ điện tử 12/9/2018 Phần mềm thiết kế 2.2 Thiết kế đại • Sử dụng liệu thiết kế thư viện mở - tăng khả thiết kế kiểm soát tối ưu • Các liệu share online truyền qua internet hỗ trợ cho q trình mơ gia công thực tế Thiết kế với Thư viện mở mạng thư viện online Phần mềm thiết kế 2.3 Cơng cụ thiết kế • Cơng cụ Thiết kế khí: - Autocad, Solidwork, Pro-engineer, Catia, Inventor Ưu điểm: - Dễ sửa chữa - Xuất trực tiếp file liệu số để gia cơng sản phẩm • Tạo mẫu nhanh: - Là công cụ tạo sản phẩm vài vài ngày in 3D • Cơng cụ thiết kế mạch điện: - Proteus, Multi-sim, Eagle, Orcad • Công cụ phát triển mạch in: - Orcad - Eagle 12/9/2018 Phần mềm thiết kế 2.4 Các phần mềm thiết kế 3D • AutoCAD • SolidWorks • Pro Engineer • Catia • Inventor, … Phần mềm thiết kế • AutoCAD: - Được sử dụng thơng dụng nhất, mạnh thiết kế thể vẽ kỹ thuật - Mơ hình hóa 3D khơng thực trực quan • Solidworks: - Mạnh liên kết với file tính tốn, truy suất liệu chi tiết thiết kế thơng qua bảng tính - Có module mơ tính tốn động học kết cấu 10 12/9/2018 Phần mềm thiết kế • Catia: - Giao diện đẹp, dễ dùng - Khả gnh toán bền chi hết thiết kế mạnh • ProEngineer: - Dùng phổ biến thiết kế khn mẫu • Inventor: - Thiết kế tham số - Khả thể vật liệu chi hết trực quan 11 Phần mềm mô • Việc mơ hoạt động hệ thống thực tế theo thời gian • Áp dụng cho việc khảo sát hệ phức tạp mà giải phương pháp tốn học • Các lĩnh vực mà chương trình máy tính hỗ trợ mơ phỏng: - Mơ tả mơ hình (Model description) - Lựa chọn ngun lý hệ thống khí - Cấu trúc hình học hệ thống - Số hóa biểu tượng hóa - Hệ thống cơng thức mơ hình tốn học hệ thống 12 12/9/2018 Phần mềm mơ 3.1 Ví dụ phần mềm mơ • ADAMS by Mechanical Dynamics Inc., United States • Alaska by Technical University of Chemnitz, Germany • AutoSim by Mechanical Simulation Corp., United States • Dynawiz by Concurrent Dynamics International • Robotran by Universite Catholique de Louvain, Belgium • SIMPACK by INTEC GmbH, Germany • Universal Mechanism by Bryansk State Technical University, Russia • Matlab-Simulink by Mathworks Com., United States 13 Phần mềm mơ • Sơ đồ quy trình mơ hệ thống System Experiment with the actual system Experiment with a physical model of the system Experiment with a mathematical model of the system Mathematical Analysis Simulation Các bước mô hệ thống 14 12/9/2018 Phần mềm mơ 3.2 Vai trị phần mềm mơ • Mơ động học (Kinematics Simulation) - Mơ hình hóa: Thư viện hệ tọa độ, hạn chế khâu khớp,… - Phân tích: Vị trí, vận tốc, gia tốc,… • Mơ động lực học (Dynamic Simulation) - Biến đổi chuỗi Lagrange - Hàm chuyển đổi vận tốc - Bộ tích phân số 15 Phần mềm tính tốn • Phần mềm (Software) tập hợp câu lệnh viết nhiều ngơn ngữ lập trình theo trật tự xác định nhằm tự động thực số chức giải tốn • Phần mềm tính tốn cho kỹ sư Cơ điện tử: - Visual Studio - Matlab - Labview - Maple - Fortran,… 16 12/9/2018 Phần mềm tính tốn • Dựa theo phương thức hoạt động có định hướng đối tượng – lập trình hướng đối tượng ứng dụng kỹ thuật, điều khiển tính tốn hệ thống • Ngơn ngữ: Ngơn ngữ máy tính cơng cụ để thực việc giao tiếp người máy • Lệnh: Lệnh tập hợp nhóm ký hiệu ngơn ngữ nhằm giúp cho người lập trình xây dựng chương trình ngơn ngữ 17 Phần mềm tính tốn 4.1 Ngơn ngữ lập trình Fortran-C-Pascal High level Language Asembly Language Machine Language Hardware Các mức ngơn ngữ lập trình • Ngơn ngữ thiết kế chuẩn hóa (từ khóa cú pháp) để truyền thị cho máy tính 18 12/9/2018 Phần mềm tính tốn • Dùng để tạo chương trình điều khiển máy tính mơ tả thuật tốn • Ngơn ngữ máy: ngôn ngữ máy trực tiếp hiểu thực Dựa đại số Boolean với giá trị mức logic 0, Chương trình viết ngơn ngữ máy nạp trực tiếp vào nhớ thi hành • Hợp ngữ: Là ngôn ngữ gần với ngôn ngữ máy, mã lệnh thay tên viết tắt thao tác (Tiếng Anh) Hợp ngữ cần chương trình 19 Phần mềm tính tốn • Ngơn ngữ bậc cao: Là ngơn ngữ gần với ngơn ngữ tự nhiên Chương trình viết ngôn ngữ bậc cao không phụ thuộc máy, muốn thi hành cần chuyển sang ngơn ngữ máy (trình biên dịch) • Ngơn ngữ trí tuệ nhân tạo mạng nơron: Trí tuệ nhân tạo khoa học liên quan đến khả trí tuệ người, tiêu biểu “suy nghĩ”, ‘‘hiểu ngôn ngữ” biết “học tập” 20 10 12/9/2018 Phần mềm tính tốn 4.2 Giao tiếp kết nối: • Giao tiếp người - máy: Từ phần mềm thiết kế, chương trình gia cơng, điều khiển code hóa thơng qua phần mềm biên dịch tương ứng với máy, để máy hiểu thực • Ví dụ: 21 Phần mềm tính tốn 22 11 12/9/2018 Phần mềm tính tốn • Thơng dịch (Interpreter): Thơng dịch thực theo bước sau 23 Phần mềm tính tốn • Biên dịch (Complier): Thực bước sau: • Biên dịch: Kiểm tra dịch toàn bộ, chuyển thành ngơn ngữ máy lưu trữ lại thông dịch sử dụng trực tiếp cho máy 24 12 12/9/2018 Phần mềm tính tốn 4.3 Thành phần ngơn ngữ lập trình: 25 Phần mềm tính tốn 26 13 12/9/2018 Phần mềm tính tốn 27 Phần mềm tính tốn 28 14 ... mô (Simulation software) - Mô hệ thống khí - Mơ hệ thống điện- điện tử - Mô hệ thống c? ?- điện Phần mềm thiết kế Cấu trúc vai trò phần mềm thiết kế hệ thống điện tử 12/9/20 18 Phần mềm thiết kế 2.1...12/9/20 18 Giới thiệu • Phần mềm thiết kế (Design software) - Phần mềm thiết kế khí - Phần mềm thiết kế điện- điện tử • Phần mềm tính tốn (Calculation software) - Maple - Labview - Matlab,…... 2.3 Cơng cụ thiết kế • Cơng cụ Thiết kế khí: - Autocad, Solidwork, Pro-engineer, Catia, Inventor Ưu điểm: - Dễ sửa chữa - Xuất trực tiếp file liệu số để gia cơng sản phẩm • Tạo mẫu nhanh: - Là