Chiziqli harakat mexatron modullari reja: Mexatronikaning zamonaviy fan va texnikaning yo'nalishi Mexatronikaning predmeti va usuli

Mexatronikada kompyuter va aqlli boshqaruv 
Har xil ob'ektlarning harakatini kompyuter nazoratini amalga oshiruvchi 
kompyuterlar va mikrokontrollerlardan foydalanish mexatronik qurilmalar va 
tizimlarga xos xususiyatdir. Mexatronik tizim komponentlarining holati va ushbu 
tizimga qo'llaniladigan ta'sirlar haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan turli xil 
sensorlardan signallar boshqaruv kompyuteriga kiradi. Kompyuter ma'lumotlarni 
kiritilgan raqamli boshqaruv algoritmlariga muvofiq qayta ishlaydi va tizimning 
ijro etuvchi elementlari bo'yicha boshqaruv harakatlarini ishlab chiqaradi. 
Mexatronik tizimda kompyuter etakchi rol o'ynaydi, chunki kompyuterni 
boshqarish yuqori aniqlik va mahsuldorlikka erishishga, boshqaruv ob'ektlarining 
chiziqli bo'lmagan xususiyatlarini, parametrlarining o'zgarishi va ta'sirini hisobga 
oladigan murakkab va samarali boshqaruv algoritmlarini amalga oshirishga imkon 
beradi. tashqi omillar. Natijada, mexatronik tizimlar yangi sifatlarga ega bo'ladi, 
shu bilan birga, bunday tizimlarning chidamliligini oshiradi, hajmi, vazni va 
narxini pasaytiradi. Yangi, ko'proq narsaga erishish 
yuqori darajali
 Kompyuter 
boshqaruvining yuqori samarali va murakkab qonunlarini amalga oshirish 
imkoniyati tufayli tizimlarning sifati mexatronika haqida texnik kibernetikaning 
zamonaviy rivojlanishining yangi paydo bo'lgan kompyuter paradigmasi sifatida 
gapirishga imkon beradi. 
Kompyuter tomonidan boshqariladigan mexatronik tizimning odatiy namunasi-
vektorli boshqariladigan kontaktsiz ko'p fazali AC elektr mashinasiga asoslangan 
aniq servo haydovchi. Dvigatellar guruhining mavjudligi, shu jumladan yuqori 
aniqlikdagi motor milining joylashuvi sensori, ma'lumotlarni qayta ishlashning 

---

raqamli usullari, boshqaruv qonunlarining kompyuterda bajarilishi, elektr 
mashinasining matematik modelidan foydalanishga asoslangan o'zgartirishlar va 
yuqori tezlikda boshqaruvchi. 30-50 ming soatgacha va undan yuqori xizmat qilish 
muddatiga ega yuqori aniqlikdagi aniq haydovchini qurish mumkin. 
Kompyuter nazorati ko'p o'qli chiziqli bo'lmagan mexatronik tizimlarni qurishda 
juda samarali bo'lib chiqdi. Bunday holda, kompyuter barcha komponentlarning 
holati va tashqi ta'sirlar haqidagi ma'lumotlarni tahlil qiladi, hisob -kitoblarni 
amalga oshiradi va uning matematik modelining xususiyatlarini hisobga olgan 
holda tizimning ijro etuvchi komponentlari bo'yicha nazorat harakatlarini ishlab 
chiqaradi. Natijada, kelishilgan ko'p o'qli harakatni boshqarishning yuqori sifatiga 
erishiladi, masalan, mexatronik texnologik mashinaning ishchi organi yoki mobil 
robot. 
Mexatronikada kompyuter boshqaruvi rivojlanishining yuqori bosqichi bo'lgan va 
sun'iy intellektning turli texnologiyalarini joriy etuvchi aqlli boshqaruv alohida 
o'rin tutadi. Ular mexatronik tizimga ma'lum darajada odamning intellektual 
qobiliyatlarini qayta ishlab chiqarishga imkon beradi va shu asosda boshqaruv 
maqsadiga erishish uchun oqilona harakatlar to'g'risida qaror qabul qiladi. 
Mexatronikada aqlli boshqaruvning eng samarali texnologiyalari noaniq mantiqiy 
texnologiyalar, sun'iy neyron tarmoqlar va ekspert tizimlardir. 
Aqlli boshqaruvdan foydalanish turli xil noaniq omillar ta'sirida va kutilmagan 
vaziyatlar xavfi ostida boshqaruv ob'ektining batafsil matematik modeli bo'lmasa, 
mexatronik tizimlar ishining yuqori samaradorligini ta'minlashga imkon beradi. 
tizim. 
Mexatronik tizimlarni aqlli boshqarishning afzalligi shundaki, ko'pincha bunday 
tizimlarni qurish uchun ularning batafsil matematik modeli va ularga ta'sir etuvchi 
tashqi ta'sirlarning o'zgarishi qonunlarini bilish talab qilinmaydi va nazorat qilish 
harakatlar tajribasiga asoslangan. yuqori malakali mutaxassislar. 

---

"Mexatronika" so'zi ikkita so'zdan - "mexanika" va "elektronika" dan yasalgan. Bu 
atama 1969 yilda Yaskawa Electric kompaniyasining katta ishlab chiqaruvchisi, 
Tetsuro Mori ismli yapon tomonidan taklif qilingan. 20 -asrda Yaskawa Electric 
elektr haydovchi va doimiy dvigatellarni ishlab chiqish va takomillashtirishga 
ixtisoslashgan va shu bois bu sohada katta yutuqlarga erishgan, masalan, diskli 
armaturali birinchi shahar motor. 
Buning ortidan birinchi CNC apparatli apparatlari bilan bog'liq o'zgarishlar yuz 
berdi. Va 1972 yilda Mechatronics brendi bu erda ro'yxatdan o'tgan. Tez orada 
kompaniya elektr haydash texnologiyasini rivojlantirishda katta yutuqlarga erishdi. 
Keyinchalik, "Mexatronika" so'zidan, kabi 
brend
, kompaniya undan voz kechishga 
qaror qildi, chunki bu atama Yaponiyada ham, butun dunyoda juda keng tarqalgan 
edi. 
Qanday bo'lmasin, aynan Yaponiya, elektr haydovchining yuqori aniqlikdagi 
boshqaruvini amalga oshirish uchun mexanik elementlarni birlashtirish zarurati 
tug'ilganda, texnologiyada bunday yondashuvning eng faol rivojlanishi 
hisoblanadi. 
elektromobillar
, elektrotexnika, mikroprotsessorlar va dasturiy 
ta'minot. 
Mexatronikaning umumiy grafik belgisi - RPI veb -saytining diagrammasi 
(Rensselaer Politexnika Instituti, Nyu -York, AQSh): 

---

---

Mexatronika - bu kompyuterlashtirilgan harakatni boshqarish. 
Mexatronikaning maqsadi - sifat jihatidan yangi harakat modullarini, mexatronik 
harakat modullarini, aqlli mexatronik modullarni va ularning asosida 
harakatlanuvchi aqlli mashinalar va tizimlarni yaratish. 
Tarixan mexatronika elektromexanikadan paydo bo'lgan va uning yutuqlariga 
tayanib, elektromekanik tizimlarni kompyuterni boshqarish moslamalari, 
o'rnatilgan sensorlar va interfeyslar bilan tizimli ravishda birlashtirib yanada 
rivojlanadi. 

---

Elektron, raqamli, mexanik, elektr, gidravlik, pnevmatik va axborot elementlari - 
mexatronik tizimning bir qismi bo'lishi mumkin, chunki dastlab har xil jismoniy 
tabiat elementlari bo'lgan, lekin tizimdan sifat jihatidan yangi natijaga erishish 
uchun birga yig'ilgan, bunga erishish mumkin emas edi. har bir elementdan alohida 
ijrochidan. 

---

Alohida ish mil dvigateli DVD pleer tepsisini o'zi tortib ololmaydi, lekin 
mikrokontrollerda dasturiy ta'minlangan va vintli vintga to'g'ri ulangan sxemaning 
nazorati ostida hamma narsa osonlikcha hal qilinadi va ko'rinadi. xuddi oddiy 
monolit tizim kabi. Shunga qaramay, tashqi soddaligiga qaramay, bitta mexatronik 
tizim, ta'rifi bo'yicha, bir -biri bilan bog'langan va muayyan vazifani hal qilish 
uchun o'ziga xos funktsional harakatlarni bajarish uchun o'zaro ta'sir qiluvchi bir 
nechta mexatronik birlik va modullarni o'z ichiga oladi. 

---

Mexatronik modullardan biri - bu tarkibiy qismlarning interpenetratsiyasi va bir 
vaqtning o'zida maqsadli apparat va dasturiy integratsiyasi bilan harakatlarni 
amalga oshirish uchun mo'ljallangan mustaqil mahsulot (tizimli va funktsional). 
Odatda mexatronik tizim bir -biriga bog'langan elektromexanik va elektrotexnika 
komponentlaridan iborat bo'lib, ular o'z navbatida shaxsiy kompyuter yoki 
mikrokontrollerlar tomonidan boshqariladi. 
Bunday mexatronik tizimni loyihalash va qurishda ular keraksiz tugunlar va 
interfeyslardan qochishga harakat qiladilar, hamma narsani iloji boricha ixcham va 
muammosiz bajarishga harakat qiladilar, nafaqat qurilmaning massa o'lchovli 
xususiyatlarini yaxshilash, balki ishonchliligini oshirish uchun. umuman tizim 
haqida. 
Ba'zida muhandislar uchun bu oson emas, ular har xil bo'linmalar har xil ish 
sharoitida bo'lgani uchun juda boshqacha echimlar topishga majbur bo'ladilar, ular 
mutlaqo boshqacha ish qiladilar. Masalan, ba'zi joylarda an'anaviy rulman 
ishlamaydi va u elektromagnit suspenziya bilan almashtiriladi (bu, xususan, 
quvurlar orqali gaz chiqaradigan turbinalarda amalga oshiriladi, chunki bu erda 
an'anaviy rulman gazning kirib borishi tufayli tezda ishdan chiqadi. moylash 
materiallari). 

---

Qanday bo'lmasin, bugungi kunda mexatronika hamma joyda, maishiy texnikadan 
qurilish robototexnika, qurol -yarog 'va kosmik aviatsiyaga kirib keldi. Barcha 
CNC mashinalari, qattiq disklar, elektr qulflar, mashinangizdagi ABS tizimi va 
boshqalar - hamma joyda mexatronika nafaqat foydali, balki zarur. Kamdan -kam 

---

hollarda qo'lda boshqarishni topishingiz mumkin, hamma narsa tugmachani 
o'rnatmasdan bosganingiz yoki sensorga tegizganingiz bilan bog'liq - natijaga 
erishdingiz - bu bugungi kunda mexatronikaning eng ibtidoiy namunasidir. 
Mexatronikadagi integratsiya darajalari ierarxiyasining diagrammasi 
Birinchi darajali integratsiyani mexatronik qurilmalar va ularning elementlari 
tashkil qiladi. Ikkinchi darajali integratsiyalashgan mexatronik modullar 
shakllanadi. Uchinchi darajali integratsiyani mexatronik mashinalar tashkil qiladi. 
To'rtinchi darajali integratsiyani mexatronik mashinalar komplekslari tashkil 
qiladi. Integratsiyaning beshinchi darajasi yagona integratsion platformada qayta 
sozlanadigan moslashuvchan ishlab chiqarish tizimlarini shakllantirishni nazarda 
tutadigan mexatronik mashinalar va robotlar majmualari orqali shakllanadi. 

---

Bugungi kunda mexatronik modullar va tizimlar quyidagi sohalarda keng 
qo'llanilmoqda: 
dastgoh qurilishi va avtomatlashtirish uskunalari, mashinasozlikdagi 
texnologik jarayonlar; 
sanoat va maxsus robototexnika; 
aviatsiya va kosmik texnologiyalar; 
harbiy texnika, politsiya va maxsus xizmatlar uchun mashinalar; 
tezkor prototiplash uchun elektron muhandislik va uskunalar; 
avtomobilsozlik (motorli g'ildirakli haydovchi modullar, qulflashga qarshi 
tormozlar, avtomatik uzatmalar qutisi, avtomatik to'xtash tizimlari); 
noan'anaviy 
transport 
vositasi
(elektromobillar, 
elektr 
velosipedlar, 
nogironlar aravachalari); 
ofis uskunalari (masalan, fotokopi va faks apparatlari); 
kompyuterning tashqi qurilmalari (masalan, printerlar, plotterlar, CD-ROM 
disklari); 
tibbiy va sport anjomlari (nogironlar uchun bioelektrik va ekzoskeletli 
protezlar, tonik simulyatorlari, boshqariladigan diagnostik kapsulalar, 
massajchilar va boshqalar); 
maishiy texnika (yuvish, tikish, idishlarni yuvish mashinalari, mustaqil 
changyutgichlar); 
mikromashinalar (tibbiyot, biotexnologiya, aloqa va telekommunikatsiyalar 
uchun); 

---

nazorat -o'lchash asboblari va mashinalari; 
lift va saqlash uskunalari, mehmonxonalar va aeroportlarda avtomatik 
eshiklar; foto va video uskunalar (video diskli pleerlar, videokamera 
fokuslovchi qurilmalar); 
murakkab texnik tizimlar operatorlari va uchuvchilarni o'qitish uchun 
simulyatorlar; 
temir yo'l transporti (poezdlar harakatini boshqarish va barqarorlashtirish 
tizimlari); 
oziq -ovqat va go'sht -sut sanoati uchun aqlli mashinalar; 
bosib chiqarish mashinalari; 
shou -sanoat uchun aqlli qurilmalar, attraksionlar. 
Shunga ko'ra, mexatronik texnologiyalarga ega bo'lgan kadrlarga bo'lgan ehtiyoj 
ortib bormoqda. 
Endi mashinalarga har xil turdagi qutilar yetkazib berilmoqda. Mashinalarga faqat 
"mexanika" o'rnatilgan kunlar o'tib ketdi. Hozirda zamonaviy mashinalarning 
yarmidan ko'pi boshqa turdagi vites qutilari bilan jihozlangan. Hatto 
mahalliy 
ishlab chiqaruvchilar
 asta -sekin avtomatik uzatishga o'tishni boshladi. Taxminan 
10 yil oldin "Audi-Volkswagen" konserni taqdim etilgan 
yangi uzatish
- DSG. Bu 
quti nima? Uning tuzilishi qanday? Operatsion muammolari bormi? Bularning 
barchasi haqida va nafaqat - maqolamizda.