Tài liệu môn cơ điện tử

Thuật ngữ cơ điện tử được hình thành vào năm 1969 do ông Tesuro Mori người NhậtBản, Tổng giám đốc của Công ty Seibu Electric and Machinery nêu ra, khi ông đề xuấtmột công nghệ mới sản xuất các máy công cụ tiên tiến với sự kết hợp chặt chẽ giữa cơkhí và điện tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu môn cơ điện tử1) CƠ ĐIỆN TỬ LÀ GÌ ?Thuật ngữ cơ điện tử được hình thành vào năm 1969 do ông Tesuro Mori người Nh ậtBản, Tổng giám đốc của Công ty Seibu Electric and Machinery nêu ra, khi ông đề xuấtmột công nghệ mới sản xuất các máy công cụ tiên tiến với sự kết hợp chặt chẽ giữa cơkhí và điện tử. Ban đầu,Cơ điện tử dùng để chỉ các hệ thống chỉ có thành phần cơ khívà điện tử-không yêu cầu sự tính toán. Ví dụ như cửa trượt tự động, máy bán hàng t ựđộng, hệ thống mở cửa gara...Đến những năm 90 của thập niên trước, khi công nghệ truyền thông được đưa vào cácsản phẩm CƠ ĐIỆN TỬ đã làm cho CƠ ĐIỆN TỬ có khả năng kết nối trong mạngrộng. Sự phát triển này mang đến những chức năng mới như điều khiển từ xa. Trongthời gian này, các công nghệ cảm biến và cơ cấu chấp hành mới, nhỏ hơn- thậm chícấp độ micro-được dùng ngày càng nhiều trong các sản phẩm mới. Hệ thống Vi CƠĐIỆN TỬ như gia tốc kế silicon dùng để khởi động túi khí ô tô là ví dụ mới nhất. Sựphát triển của CƠ ĐIỆN TỬ đến giai đoạn này tạo nên một hệ nhất quán-phát triểnvề chất chứ không đơn thuần chỉ là sự phát triển rầm rộ về số lượng. Máy tính và cácchíp vi xử lý đã mạnh và rẻ để có thể nhúng vào các sản phẩm cùng với các công ngh ệcao khác như cảm biến, cơ cấu chấp hành, công nghệ phần mềm, công nghệ điềukhiển số hiện đại... cho ra những sản phẩm thông minh.Các chức năng của máy móc và hệ thống kỹ thuật hiện nay phụ thuộc chủ yếu vàophần mềm có thể là một thuật tóan, mạng nơron, hệ mờ trong máy tính của sản phẩm.CƠ ĐIỆN TỬ là một công nghệ tổng hợp ngày càng nhiều các công nghệ khác để cóthể có được các sản phẩm hoàn hảo hơn.Hay nói cách khác CƠ ĐIỆN TỬ liên kết các yếu tố cấu thành của ngành Cơ học, Điệntử và Điều khiển để tạo nên một CÔNG NGHỆ MỚI, trong đó có sự chuyển biến về chấtcủa tư duy công nghiệp mà trọng điểm là TƯ DUY CÔNG NGHỆ.Nhưng cũng phải hiểu rằng CƠ ĐIỆN TỬ là một thể thống nhất chứ không phải là sựgộp đơn thuần của nhiều công nghệ khác nhau như cơ khí, điện tử, máy tính, cảmbiến... Cấu trúc của các công nghệ này phải thay đổi để trở thành một cấu trúc thốngnhất trong một sản phẩm CƠ ĐIỆN TỬ.Các sản phẩm cơ điện tử có một hàm lượng thông minh riêng tạo nên tính năng củathiết bị trong các lĩnh vực giao thông, robot, hệ thống sản xuất, năng lượng mới, thiếtbị y tế, hàng không vũ trụ...Cơ Điện Tử (CDT) một số trường Đại học lớn trên thế giới còn gọi là ngành robotics.Nó là tích hợp trong nó nhiều ngành khác nhau để tạo nên một chuyên ngành mới.Nếu nói CDT thì có lẽ ít ai hình dung ra nhưng nói robotics thì người ta có th ể hình dungra được sản phẩm và mục đich đào tạo của ngành này chính là robots.Vậy một kĩ sư CDT cần biết những gì ngoài kiến thức chuyên ngành?Theo quan niệm của phương tây thì một kĩ sư trong thời điểm hiện tại cần phải có cácđiều kiện sau:1) Kiến thức chuyên ngành tốt.2) Biết sử dụng thành thạo ít nhất một ngôn ngữ tính toán để bảo chứng cho các kếtquả của mình.(Thường là MatLab, Maple, Matematica...)3) Biết và sử dụng thành thạo ít nhất một ngoại ngữ để có thể tham khảo tại liệu vàphục vụ trong các hoạt động chuyên môn.(quan trọng nhất là TAnh rồi.)2) NÒNG CỐT CỦA CƠ ĐIỆN TỬ LÀ GÌ?Xin trả lời một cách chính xác đó chính là: Cơ học và Điều khiển.Tuy nhiên Cơ học không phải là Cơ học mà các chuyên ngành Cơ Khí hay Chế tạo máyđang học. Mà cơ học của CDT.Cơ học của CDT nó bao gồm nhiều môn học khác nhau mà thành tuy nhiên cơ bản ta có3 môn học cơ bản:+)Cơ học cánh tay máy.+)Cơ học robot chân.+)Cơ học robot bánh.Về điều khiển thì lĩnh vực này lại rất rộng và thông thường với CDT không nhất thiếtphải biết hết về DK mà chỉ cần biết mảng nào mình cần cho đối tượng mà mìnhnghiên cứu. Ví dụ nếu bạn đi sâu vào mảng robot tự hành(bao gồm cả robot chân vàrobot bánh) thì các giải thuật ĐK lại là các phương pháp Đk thông minh nh ư ĐK mờ,giải thuật Gen và Trí tuệ nhân tạo. Tuy nhiên để có thể đi sâu vào các giải thuật ĐK nàythì yêu cầu các bạn phải nắm vững về ĐK.Như vậy Cơ học của CDT và ĐK của CDT khác với Cơ học và ĐK của các ngành và cáclĩnh vực khác. Đều này các bạn sẽ nhận thấy qua chương trình học của mình.3) THIẾT KẾ MỘT SẢN PHẨM ĐẶC TRƯNG CỦA CƠ ĐIỆN TỬ - ROBOT- NHƯTHẾ NÀO?Để làm được 1 kĩ sư CDT thì việc đầu tiên là giỏi kiến thức chuyên môn và sau đó mớiđi chuyên sâu vào một mảng nào đó để làm việc thực tế.Vấn đề đầu tiên vẫn là ...giỏi lý thuyết.Nguyên tắc thiết kế một sản phẩm robot theo các quá trình nào?Đầu tiên là thiết kế robot sơ bộ với các thông số tổng quát. Sau đó lập hệ phương trìnhchuyển động của cơ hệ robot mà mình đã thiết kế. Và cái hệ phương trình mà ta vừalập được đó chính là dạng mô hình vật lý (là mô hình mà đơn vị đo của các đại lượng-thứ nguyên khác nhau và cùng tồn tại).Bước tiếp theo dùng chuẩn hóa để chuyển một mô hình vật lý sang mô hình toán họcđể xem xét điều khiển.Như vậy các bạn sẽ hỏi là tại sao phải chuẩn hóa nó?Xin trả lời sự khác nhau giữa 2 mô hình vật lý và toán học l ...