Bài giảng Hệ thống cơ điện tử: Chương 1 - TS. Ngô Hà Quang Thịnh

Bài giảng Hệ thống cơ điện tử: Chương 1 Giới thiệu chung hệ thống cơ điện tử cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm về hệ thống cơ điện tử; Thành phần chính của cơ điện tử; Phân loại hệ cơ điện tử; Cấu trúc cơ bản hệ cơ điện tử;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Giới Thiệu Chung Về Hệ Thống Cơ Điện Tử GV: TS Ngơ Hà Quang Thịnh Khoa: Cơ-Điện MỤC TIÊU MƠN HỌC Môn học giới thiệu thành phần hình thành nên hệ thống Cơ điện tử, phương pháp thiết kế hệ thống điện tử đối tượng cụ thể, ứng dụng cụ thể hệ thống sản phẩm điện tử Các hiểu biết, kỹ cần đạt sau học môn học -Kiến thức: Nắm vững thuật ngữ, khái niệm, nguyên lý, yếu tố hình thành hệ thống Cơ điện tử Tiệm cận phương pháp thiết kế “phương pháp thiết kế hệ thống điện tử” -Kỹ nhận thức: Nhận biết mối liên kết thành phần hệ thống điện tử -Kỹ chuyên môn: kỹ phân tích, thiết kế sản phẩm điện tử -Kỹ chuyển tiếp: áp dụng kiến thức trang bị môn để tiếp cận hệ thống tự động lĩnh vực khác ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC → Tham gia thảo luận, chuyên cần: 10% → Kiểm tra kỳ: 20% → Kiểm tra cuối kỳ: 70% -Hình thức thi: tự luận -Thời lượng thi: 60 phút -Sinh viên không tham khảo tài liệu Tài liệu học tập [1] Devdas Shetty – Mechatronics system design, 1997 [2] Robert H Bishop – The Mechatronics Handbook [3] W Bolton – Mechatronics – Electronic control systems in mechanical engineering, 1995 [4] D A Bradley – Mechatronics – Electronic in product and processes – Chapman & Hall, 1993 NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Giới Thiệu Chung Hệ Thống Cơ Điện Tử Chương 2: Thành Phần Đầu Vào Của Cơ Điện Tử Chương 3: Cơ Cấu Chấp Hành Chương 4: Các Bộ Phận Điều Khiển Trong Cơ Điện Tử Chương 5: Thiết Kế Và Công Cụ Thiết Kế Sản Phẩm Của Cơ Điện Tử KHÁI NIỆM & THÀNH PHẦN CHÍNH KHÁI NIỆM VỀ CƠ ĐIỆN TỬ Cơ điện từ thuật ngữ lĩnh vực khoa học cơng nghệ giao khí kỹ thuật điện-điện tư, điều khiển hệ thống công nghệ thông tin KHÁI NIỆM VỀ CƠ ĐIỆN TỬ ►Cơ điện tử kết hợp kỹ thuật khí,điều khiển điện tử kỹ thuật hệ thống thiết kế sản phẩm trình(theo Nanyang Politecchnic Singapore) ►Cơ điện từ kết hợp đồng thời kỹ thuật khí,điều khiển điện tử tư hệ thống thiết kế sản phẩm trình sản xuất (theo Ủy ban tư vấn Phát triển nghiên cứu công nghiệp châu âu viết tắt IRDAC) ►Cơ điện tử xem xét ứng dụng kỹ thuật đồng thời(concurrent engineering) vào thiết kế tích hợp hệ thống –điện tử (theo trường Đại học Atlanta U.S.A) ►Các định nghĩa cịn chưa có thống rộng rãi cho thấy lĩnh vực thân chưa hồn tồn định hình, mà tiếp tục định hình KHÁI NIỆM VỀ HT CƠ ĐIỆN TỬ Cơ Khí Điện-Điện Tử Giáo Dục & Đào Tạo Cơng Việc Thực Tế Máy Tính Cơng Nghiệp Sản Xuất Thị Trường Sự liên kết thành phần hệ thống điện tử (Bradley) Quan điểm Bradley: Sự thành công ngành công nghiệp sản xuất bán hàng thị trường giới phụ thuộc nhiều vào khả kết hợp điện-điện tử công nghệ tin học vào sản phẩm khí phương thức sản xuất khí … KHÁI NIỆM VỀ HT CƠ ĐIỆN TỬ Quan điểm Okyay Kaynak (Professor, Turkey): Mechatronics System Cognition Controlling System Process Monitoring Visualiration Perception Execution Sensors Actuators Controller System Mechanical Process Cấu trúc hệ thống điện tử (Okyay Kaynak) KHÁI NIỆM VỀ HT CƠ ĐIỆN TỬ Quan điểm Shetty: “Phương pháp thiết kế điện tử đặc kỹ thuật đồng thời thay cho kỹ thuật trình tự” BỘ BIẾN ĐỔI SỐ-TƯƠNG TỰ (D/A) ► Lệnh đầu vi điều khiển giá trị nhị phân dạng bit, byte bit 16 bit Tín hiệu số biến đổi thành tín hiệu tương tự nhờ chuyển đổi D/A Dòng điện hay điện áp Vi Xử Lý D/A Đầu (digital) Van Servo Tín hiệu điều khiển (analogue) ĐẦU RA CƠ CẤU CHẤP HÀNH Cơ Cấu Chấp Hành -Chuyển mạch: bao gồm rơle, thiết bị liền khối điôt, thyristor, tranzitor lưỡng cực, tranzitor trường -Solenoid thiết bị bao gồm lõi sắt chuyển động được, lõi sắt kích hoạt dịng điện Sự chuyển động giúp điều khiển dịng thủy lực khí nén -Cơ cấu chấp hành kiểu động cơ: + Động điện chiều DC + Động điện xoay chiều AC + Động bước XỬ LÝ TÍN HIỆU XỬ LÝ TÍN HIỆU ► Xử lý tín hiệu việc thay đổi tín hiệu để có ích hệ thống Hai dạng xử lý tín hiệu quan trọng chuyển đổi tín hiệu D/A A/D Ngồi lọc dạng xử lý tín hiệu quan trọng ► Lọc làm suy giảm bớt tần số tín hiệu, q trình loại bỏ nhiễu khỏi tín hiệu giúp xử lý đường truyền để chuyển tải liệu tốt XỬ LÝ TÍN HIỆU Mạch lọc tần số mạch lọc lấy tín hiệu hay số khoảng tần số đó, cịn khoảng tần số khác lọc bỏ Thơng thấp Thông dải Thông cao Chặn dải XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN xu phát triển Cơ Điện Tử ngày nay: - Chuyển từ Cơ Điện Tử cao cấp sang Cơ Điện Tử công nghiệp - Thay chức khí chức phần mềm thơng qua hệ thống nhúng - Chuyển từ phương pháp tiếp cận phối hợp hệ thống nhỏ sang phương pháp tiếp cận hệ thống lớn toàn cục - Vi Cơ Điện Tử (MEMS – Micro-Electro-Mechanical Systems, NEMS – Nano-Electro-Mechanical-Systems) XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN Xu phát triển Cơ Điện Tử VN: - Robot làm việc môi trường độc hại, robot phục vụ cho an ninh quốc phòng - Các sản phẩm điện tử lĩnh vực khí trọng điểm - Nghiên cứu vi điện tử (MEMS) nano điện tử (NEMS) ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ Đào tạo kỹ sư Cơ Điện Tử trường Đại Học - 1983: Học Viện Kỹ Thuật – Singapore - 1985: Trường Đại Học Landcaster (Anh) - 1990: Trường Đại Học TUT (Nhật Bản) - 1999: Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM - 2010: ……………… ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ Dunaferr University - Hungary ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ Southeast University - Nanjing ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ University of Tel Aviv - Israel ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ Kyushu Institute of Technology - Japan ĐÀO TẠO CƠ ĐIỆN TỬ Swinburne University of Technology - Australia CỦNG CỐ KIẾN THỨC CÂU HỎI ÔN TẬP BÀI 1 Cơ điện tử ? Cho ví dụ hệ thống điện tử thường gặp sống Nêu thành phần hệ thống điện tử Tín hiệu đầu vào hệ thống điện tử ? Nêu chức tín hiệu đầu vào Điều khiển hệ thống điện tử ? Nêu chức điều khiển hệ thống điện tử Tín hiệu đầu hệ thống điện tử ? Nêu chức tín hiệu đầu ... quan ( Matlab-Simulink ), ( Labview), (CAD/CAM/CAE) CẤU TRÚC CƠ BẢN HỆ CƠ ĐIỆN TỬ CẤU TRÚC CƠ BẢN HỆ CƠ ĐIỆN TỬ CẤU TRÚC CƠ BẢN HỆ CƠ ĐIỆN TỬ CẤU TRÚC CƠ BẢN HỆ CƠ ĐIỆN TỬ Điều khiển: - Tác động... CHÍNH KHÁI NIỆM VỀ CƠ ĐIỆN TỬ Cơ điện từ thuật ngữ lĩnh vực khoa học cơng nghệ giao khí kỹ thuật điện- điện tư, điều khiển hệ thống công nghệ thông tin KHÁI NIỆM VỀ CƠ ĐIỆN TỬ ? ?Cơ điện tử kết hợp... hình hóa mơ hóa Cơ điện tử = + Điều khiển tự động Tối ưu hóa Hệ thống khí Hệ thống chấp hành Cảm biến D/A Hệ thống điện Máy tính A/D CẤU TRÚC CƠ BẢN HỆ CƠ ĐIỆN TỬ Mơ hình hóa: - Là mơ tả đối tượng