Các kiểu điều khiển và tinh chỉnh cơ ngày này được thay thế sửa chữa bằng vi xử lí. Đó hoàn toàn có thể coi như ví dụ vê giải pháp Cơ diện tử ( mechatronics ) trong đó mạng lưới hệ thống cơ khí được thích hợp với mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển điện tử. Kết quả là một mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh cơ khí cồng kềnh được thay thế sửa chữa bằng một mạng lưới hệ thống vi xử lí gọn hơn nhiều và hoàn toàn có thể thuận tiện kiểm soát và điều chỉnh trải qua các chương trình da dạng .
Mechatronics là tập hợp một lượng công nghệ tiên tiến : kỹ thuật cơ khí, kĩ thuật điện tử, kĩ thuật diện, công nghệ tiên tiến máy tính và kĩ thuật điều khiển và tinh chỉnh. Có thể coi đó là sự ứng dụng kỹ thuật tinh chỉnh và điều khiển số trên cơ sở máy tính với giao diện điện và điện tử cho các yếu tố kỹ thuật cơ khí. Mechantronics tạo thời cơ để kĩ sư cơ khí có cái nhìn mới tới những yếu tố mà không phải chỉ nằm trong nguyên lí cơ khí mà phải nhìn tổng quát trong một khoanh vùng phạm vi các công nghệ tiên tiến. Trước đây điện tử, V.. V, đã không được coi là thành phần trụ cột trong các phần cứng cơ khí dang sống sót. Ngày nay thiết yếu phải có một cách tư duy lại về cách xử lý nhu yếu thiết kế các mẫu sản phẩm cơ điện tử .
1 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ
1.1 Phát triển và đánh giá sản phẩm cơ điện tử
Nguyên tắc phát triển sản phẩm
Trước tiên cần xác lập kế hoạch mẫu sản phẩm, xác lập loại mẫu sản phẩm cơ điện tử mới muốn tăng trưởng. Xét sự độc lạ so với các mẫu sản phẩm cạnh tranh đối đầu, phương pháp đưa công nghệ tiên tiến mới vào mẫu sản phẩm và các ưu tiên để tăng trưởng .
Tiêu chí trong hình thành kế hoạch mẫu sản phẩm là xem xét cẩn trọng quy mỏ của công nghệ tiên tiến mới dể tăng trưởng loại loại sản phẩm xác lập và cách quản lí công nghệ tiên tiến. Tiêu chí này nhận dạng các thời cơ vận dụng công nghệ tiên tiến mới, xác lập các công nghệ tiên tiến trọng tâm dưa tới thành công xuất sắc và khởi xướng các dự án Bất Động Sản tăng trưởng công nghệ tiên tiến sẽ đứng vị trí số 1 trong thị trường .
Sự tăng trưởng công nghệ tiên tiến hiệu suất cao đúng lúc so với thị trường có ảnh hưởng tác động to lớn. Trong 1 số ít dự án Bất Động Sản, các công nghệ tiên tiến quen thuộc được ứng dụng thì được gọi là “ lượng phát minh sáng tạo thấp ”, trong 1 số ít dự án Bất Động Sản khác công nghệ tiên tiến đang ứng dụng là công nghệ tiên tiến dang tăng trưởng, yên cầu nhiều phát minh sáng tạo dược gọi là “ lượng phát minh sáng tạo cao ”. Cùng ngân sách và kế hoạch dự kiến tựa như thì chu kỳ luân hồi tăng trưởng của dự án Bất Động Sản “ lượng phát minh sáng tạo cao ” cao gấp 3 lần so với dự án Bất Động Sản “ lượng phát minh sáng tạo thấp ” .
Nguyên lí đánh giá
Sự nhìn nhận đúng đắn sẽ đưa đến khoản góp vốn đầu tư tương thích. Sự nhìn nhận gồm có :
- Cơ hội thị trường và tính thích hợp của kế hoạch .
- Xác định xích míc giữa tăng trưởng loại sản phẩm và các công dụng kinh doanh thương mại khác để có những giải pháp trước góp vốn đầu tư .
Kế hoạch loại sản phẩm và đặc thù kỹ thuật
Mục đích cùa đặt kế hoạch và đạc điểm kỹ thuật đơn cử của loại sản phẩm là :
- Xác định rõ mẫu sản phẩm cơ diện tử .
- Nhận dạng các lợi thế cạnh tranh đối đầu .
- Làm rõ các khả nâng vẻ chức nâng .
- Xác định tính khả thi tăng trưởng mẫu sản phẩm .
- Kiểm thử ở mức cao hơn độ đúng chuẩn Dự kiến được thực thi khi nhìn nhận nguyên lí .
- Lập kế hoạch cho sự nỗ lực tăng trưởng .
Ở quá trình này phải làm rõ các thành phần thiết kế “ khó “ để nghiên cứu và phân tích tính khả thi của chúng .
Các hoạt động giải trí đưa kế hoạch vào thực thi là xem xét kỹ lại đặc tính kỹ thuật, các mạng lưới hệ thống trợ giúp sản xuất, các mạng lưới hệ thống dịch vụ sau sản xuất, triển khai xong mẫu tiên phong ( prototype ), xem xét tính hài hòa và hợp lý của kế hoạch trải qua nhìn nhận phê chuẩn prototype .
1.2 Thiết kế sản phẩm và quá trình phát triển
Quan niệm thiết kế
Thiết kế mẫu sản phẩm cơ điện tử phải tuân thủ các bước thiết kế sau :
Sự thiết yếu. Xuất phát từ nhu yếu của người mua, trải qua điều tra và nghiên cứu thị trường kiến thiết xây dựng thành nhu yếu của nhóm người mua tiềm năng .
Phân tích yếu tố. Tìm ra được thực chất thật của yếu tố trải qua nghiên cứu và phân tích. Xác định yếu tố thiếu đúng mực hoàn toàn có thể đẫn tới việc tiêu tốn lãng phí thời hạn .
Chuẩn bị đặc thù kỹ thuật. Nêu rõ yếu tố, mọi sự thúc ép đặt trong giải pháp và các tiêu chuẩn được sử dụng để xét chất lượng thiết kế. Khi nêu yếu tố, toàn bộ các tính năng được nhu yếu của thiết kế cùng mọi đặc trưng mong ước phải được xác lập rõ ( như bảng kê khối lượng size, loại và khoanh vùng phạm vi hoạt động nhu yếu, độ đúng chuẩn, các nhu yếu nhập / xuất của các thành phần, giao diện, nhu yếu về hiệu suất, thiên nhiên và môi trường hoạt động giải trí, các tiêu chuẩn tương quan và các quy chuẩn thực tiễn, V.. V. ) .
Tạo ra giải pháp khả thi. Các giải pháp vạch ra được sẵn sàng chuẩn bị và thực thi đủ đơn cử để biểu lộ phương pháp thu được từng công dụng được nhu yếu, Xem xét các năng lực sửa chữa thay thế cơ – điện tử trên mọi góc nhìn kinh tế tài chính – kĩ thuật .
Lựa chọn các giải pháp tương thích. Đánh giá các giải pháp khác nhau để chọn ra giải pháp tương thích nhất .
Thiết kế chi tiết cụ thể. Cụ thể hóa thiết kế đã chọn. Có thể cần sản xuất mẫu thử ( prototyping ) hoặc mỏ hình hóa để xác lập các cụ thể tối ưu của một thiết kế .
Thiết kế gia công. Chuyển bản vẽ đã chọn thành bản vẽ gia công, biểu đồ mạch, V.. V, sao cho các chi tiết cụ thể hoàn toàn có thể sản xuất được .
Các xu thế thiết kế
Thiết kế cơ khí, phần cứng, mạch, ứng dụng đồng thời là đặc thù trong tăng trưởng mẫu sản phẩm cơ điện tử. Các xem xét cho thiết kế đồng thời ( concurrent design ) là :
+ Khả nâng lắp ráp : tạo cho mẫu sản phẩm khả nãng lắp ráp đễ dàng, giảm thời hạn chu kì trong sản xuất, điều này gồm :
- Tránh lắp ráp chặt, thận trọng với dung sai tích góp tại các cụ thể ghép nối .
- Thiết kế các chi tiết cụ thể khuynh hướng để tối thiểu hóa các động tác bằng tay thủ công .
- Tránh sử dụng các chi tiết cụ thể làm rối, nêm cứng hoặc mất phương hướng ,
- Kết hợp chặc chẽ đối xứng, trọng tâm thấp, các mặt phẳng dẫn hướng, các đặc tính đỗ nhận dạng, các điểm nắm và tinh chỉnh và điều khiển trong thiết kế chi tiết cụ thể .
- Xem xét các loại hoạt động của người và thiết bị lắp mẫu sản phẩm, đơn giản hóa các hoạt động đó .
- Thiết kế đồng thời loại sản phẩm và quy trình .
- Cố gắng đưa mẫu sản phẩm về dạng lắp ráp trục .
- Tạo năng lực kiểm soát và điều chỉnh thuận tiện hoặc vô hiệu việc kiểm soát và điều chỉnh trọn vẹn .
* Thiết kế năng lực lắp ráp là trách nhiệm của các nhà thiết kế mỹ thuật công nghiệp theo tư vấn của các nhà thiết kế mạch diện, thử nghiệm, kỹ thuật công nghiệp và sản xuất .
+ Khả năng sản xuất. Tìm kiếm giải pháp tối thiểu hóa mức phức tạp sản xuất trải qua giảm số lượng cụ thể. Điều này đồng nghĩa tương quan với giảm sai sót lắp ráp, nâng cao chất lượng mẫu sản phẩm. Ngoài ra còn cho độ đáng tin cậy cao hơn, ngân sách tuổi thọ thấp hơn, tiết kiệm ngân sách và chi phí sức lao động thiết kế ; giảm khâu mua và bán, luân chuyển, lưu kho, chờ .
- Kỹ sư sản xuất có tác động ảnh hưởng lớn tới các kỹ sư thiết kế mỹ thuật công nghiệp, kỹ sư diện tử trong quy trình thiết kế để tối ưu hóa số lượng chi tiết cụ thể trong mẫu sản phẩm cơ điện từ ở đầu cuối .
+ Khả năng kiểm : thiết kế mẫu sản phẩm sao cho hoàn toàn có thể thử nghiệm để và hiệu suất cao. Khả năng thử nghiệm của thiết kế bộc lộ bằng số Tỷ Lệ của các chức nãng được phủ bởi các múi kiểm. Các yếu tố đặc biệt quan trọng để thiết kế cho năng lực kiểm là :
- Tính toán độ phủ thử nghiệm và các nhu yếu về thời hạn .
- Sử dụng các thành phần kiểm gắn liền vào mẫu sản phẩm .
- Phân chia, ngăn mạch để đạt được hiệu suất cao kiểm cao nhất .
- Thiết kế điểm truy vấn kiểm .
- Thiết kế thành phần truy vấn .
- Thiết kế mạch và phần cứng .
- Thiết kế phần hiển thị nếu có sự cố .
- Cân đối thiết bị kiểm hiện có với khả nâng kiểm các thiết kế .
- Nắm vững năng lực xảy ra sai sót hoàn toàn có thể gật đầu và thời hạn để thay thế sửa chữa .
- Triển khai trong sản xuất các vectơ kiểm nghiệm thích hợp .
- Thiết kế các công cụ hoàn toàn có thể phối hợp trợ giúp kiểm nghiệm .
* Kĩ sư ứng dụng, kỹ sư thiết kế mạch và kỹ sư thử nghiệm cùng thao tác để tối ưu hóa năng lực thử nghiệm của thiết kế với sự giúp sức và tư vấn của kỹ sư công nghiệp .
+ Khả năng dịch vụ. Xem xét năng lực dịch vụ so với loại sản phẩm trong chu kì sống của nó. Đối với mẫu sản phẩm cơ điện tử giá thấp ( low cost mcchaưonics ) yếu tố này không cần quan tâm vì giải pháp thay mới hoàn toàn có thể là tiết kiệm chi phí hơn. Một số thành phần đặc biệt quan trọng cho thiết ké năng lực địch vụ là :
- Thiết kế hiển thị sự cố .
- Thiết kế chẩn đoán từ xa .
- Xét độ phủ chuẩn đoán và năng lực thực thi, làm báo cáo giải trình .
- Xác định các nhu yếu vể năng lực cụm sửa chữa thay thế .
- Tối thiểu hóa thời hạn thay thế sửa chữa .
- Tăng thời hạn trung bình của các cuộc gọi vì sự cố .
- Thiết kế Giao hàng cho năng lực liên kết trong trường hợp khẩn .
- Thiết kế dễ tháo rời .
- Chịu nghĩa vụ và trách nhiệm thiết kế phần này là kỹ sư kiểm nghiệm và kỹ sư ứng dụng phối hợp với kỹ sư tiếp thị .
+ Thiết kế quốc tế. Thiết kế sao cho không những được đồng ý ở thị trường nước chủ nhà mà còn hoàn toàn có thể tối thiểu được giá thành theo nhu yếu người mua ngoài nước. Đó là cách thiết kế theo môdun, để tích hợp theo nhu yếu của vương quốc mua mẫu sản phẩm. Các cụ thể và các tùy chọn được két hợp ngặt nghèo trong thiết kế để dễ quy đổi từ nước này sang nước khác. Các tham số ảnh hưởng tác động đến thiết kế quốc tế là :
Thiết kế xanh. Thiết kế mẫu sản phẩm chú ý quan tâm đến ảnh hưởng tác động của nó đến thiên nhiên và môi trường. Giảm thiểu ảnh hưởng tác động trải qua giải phóng bao gói, sử dụng vật tư hoàn toàn có thể tái sử đụng V. .. V .
2 MỘT SỐ CÔNG CỤ CHỦ YẾU THIẾT KẾ SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ.
2.1 Công cụ thiết kế cơ khí
Công cụ thiết kế ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt quan trọng ở những nghành nghề dịch vụ mẫu sản phẩm cơ điện tử biến hóa nhanh theo nhu yếu sử dụng ( ví dụ, trong công nghiệp tiêu đùng, mốt của loại sản phẩm có khuynh hướng biến hóa ưong khoảng chừng 6 ^ 12 tháng ). Các công cụ này đẩy nhanh đáng kể quy trình thiết kế cơ khí. Mỗi kiểu thiết kế hoàn toàn có thể được modun hóa và lưu lại trong một thư viện cụ thể cơ khí. Khi tăng trưởng một loại sản phẩm cơ điện tử mới, kỹ sư cơ khí hoàn toàn có thể rút những môđun nhu yếu từ cơ sở tài liệu và biến hóa chúng tương thích cho mẫu sản phẩm cơ điện tử mới. Công cụ thiết kế thời nay còn có năng lực tạo ra các loại khuôn mẫu cho mẫu sản phẩm. Sau đó chúng hoàn toàn có thể được trang bị điện tử bởi các mạng lưới hệ thống có bán sẵn để xem xét và chỉnh đổi trong chu kì tăng trưởng công cụ, khả nãng này hoàn toàn có thể giảm được 2-3 tuần tiến trình hiệu chỉnh mẫu sản phẩm cơ điện tử .
2.2 Tạo mẫu nhanh (rapid prototyping)
Tạo mẫu nhanh là một công cụ thiết kế tăng trưởng rất mạnh, sử dụng để sản xuất mẫu vật lí trong vài giờ hoặc vài ngày tùy theo độ phức tạp và size ) thậm chí còn trong vài tháng. Tạo mẫu nhanh được cho phép người thiết kế quan sát và quản lý và vận hành các thành phần rất gần với loại sản phẩm cuối. Tạo mẫu nhanh hay được sử dụng khi loại sản phẩm cơ điện tử mới sẽ được sản xuất loạt lứn. Mục đích của tạo mẫu nhanh là :
- Gỡ lỗi cho mẫu sản phẩm cuối .
- Kiểm hình đáng và khớp các chi tiếp lắp ghép, mối nối .
- Kiểm dòng khí và chất lỏng, nhiệt, độ cứng và đặc thù cơ học .
- Làm mẫu những bộ phận khó hình đung của thiết kế .
- Làm sáng tỏ các lỗi size .
- Minh chứng năng lực sản xuất .
- Kiểm nghiệm phản ứng của người mua so với mẫu sản phẩm .
2.3 Công cụ thiết kế điện
Công cụ thiết kế điện chuyển các đặc tính thiết kế thành gói đầu ra để tăng trưởng các bảng mạch. Các công cụ kiểu này hoàn toàn có thể vận dụng cho hầu hết các việc làm trong quy trình thiết kế phần cứng ; nghiên cứu và phân tích lựa chọn cụ thể, lập các sơ đồ, mô phỏng thiết kế, tăng trưởng list các mạch và lập list các chi tiết cụ thể .
2.4 Công cụ phát triển các mạch in
Công cụ tăng trưởng mạch ìn thường được các kỹ sư điện trong TT CAD sử dụng. Đầu vào của những công cụ này là đầu ra của gói công cụ thiết kế kỹ thuật như : các sơ đồ, list mạch và các đồ thị khối logic. Các công cụ tăng trưởng được sử đụng để đưa các thông tin đó vào tư liệu tăng trưởng bản mạch in hoàn hảo đùng cho sản xuất. Các công cụ tăng trưởng này tự động hóa việc sửa chữa thay thế các thành phần trên bản mạch hoặc lớp cơ sở, sau đó vạch tuyến các chỗ nối giữa các thành phần và các mối nối đầu nhập / xuất trên bảng hoặc con chip. Các công cụ này cũng được sử dụng để nghiên cứu và phân tích tiêu thụ nãng lượng và mức nhiệt đồng ý của các thành phần và các mạch phối hợp để tránh các yếu tố xảy ra trong thiết kế .
2.5 Công cụ mô phỏng
Mô phỏng phần cơ hoặc điện của thiết kế để nghiên cứu và phân tích và nhìn nhận đặc tính hoạt động giải trí xem thiết kế có hoạt động giải trí như mong ước không. Công cụ mô phỏng được triển khai bởi một quy mô ứng dụng, bộc lộ phần mạng lưới hệ thống loại sản phẩm dự tính kiến thiết xây dựng. Mô phỏng rút ngắn được chu kì thiết kế, loại trừ sự thiết yếu tạo mẫu nhanh lan rộng ra, giảm thời hạn lập và thử nghiệm chương trình, giảm thời hạn gỡ lỗi khi kiểm tích hợp phần cứng và mềm. Thiết kế một mẫu sản phẩm diện tử hoàn toàn có thể mô phỏng tại nhiều Iớp : thành phần, mạch, bảng mạch hoặc mạng lưới hệ thống .
2.6 Kỹ thuật phần mềm được hỗ trợ bởi máy tính
Các công cụ kỹ thuật ứng dụng có trợ giúp của máy tính là các phương tiện đi lại giúp ứng dụng các chiêu thức thao tác khoa học vào quy trình tăng trưởng ứng dụng, chúng là các công cụ tự động hóa để hoạch định, nghiên cứu và phân tích và thiết kế ứng dụng. Chúng vô hiệu các mức thấp ( các mức này được tự động hóa sinh theo lịch trình thường lệ ), các việc làm vặt mất thời hạn như lập cơ sở tài liệu V.. V, được cho phép kĩ sư chú trọng vào việc làm thiết kế phần măm trước khi viết mã, tập trung chuyên sâu vào những yếu tố trọng tâm của họ, tăng thời hạn để để làm rõ những yếu tố thiết kế mạng lưới hệ thống, giải pháp tương thích thay vì bắt tay ngay vào việc làm viết mã .
Hình 4.1 bộc lộ lưu đồ việc làm của các bước thiết kế ứng dụng. Thiết kế bậc cao được triển khai và kiểm tra trước khi thiết kế môđun. Sau đó thiết kế và kiểm tra môđun được triển khai. Lưu đồ cũng biểu lộ rằng kế hoạch phải chăng cho thử nghiệm được triển khai song song chứ không phải sau khi đã hoàn thành xong mã hóa chương trình .
.png)
3 THỦ TỤC THIẾT KẾ ĐỒNG THỜI CHO HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Các bước thiết kế
Bảng 4.1 thể hiện 5 bước phát triển quan trọng cho hệ thống cơ điện tử, xuất
phát từ hệ thống cơ khí thuần túy và kết quả là hệ thống cơ điện tử tích hợp.Cường độ cùa từng bước phát triển phụ thuộc vào hệ thống cơ khí. Ví dụ như đối với cơ khí chính xác, hệ thống tích hợp cơ diện từ hoàn toàn rô rệt. Còn ở máy móc/thiết bị thì đẩu tiên, thiết kế cơ điện tử cho các thành phần của nó, tiếp theo thiết kế lại các chi tiết của kết cấu toàn bộ .
Bâng 4.1. Năm bước phát triển quan trọng cứa hệ thông cư điện tử
.png)
Sử dụng các công cu CAD/CAE
Sự tăng trưởng với sự trợ giúp cùa máy tính cho các mạng lưới hệ thống cơ điện từ bao gổm :
- Sử dụng công cụ CAD và CAE định rõ cấu trúc ưong quy trình tiến độ tăng trưởng kỹ thuật .
- Xây dựng các mó hình cho quy trình động và tĩnh .
- Chuyển đổi thành các mã cùa máy tính cho mò phòng hệ thông .
- Lập trình và thi hành ứng dụng cuối cho mạng lưới hệ thống cơ diện tử .
Trên thị trường hiện dạng có khá nhiều ứng dụng thiết kế CAD / CAE để thiết kế 2D. 3D – Cơ khí như Autocad hoặc liên kết với các hộ thống CAM ( sản xuất với sự trợ giúp của máy tính ) như PRO / E, CAT1A, ALFA-CAM … thiết kế sắp xếp mạch in như PADS. Tuy nhiên kỹ thuật về mó hình hóa với sự trợ giúp của máy tính chưa có nhiều văn minh. Để mô phỏng mạng lưới hệ thống ( và thiết kế bộ điều khiển và tinh chỉnh ) hiện dang có một số ít chương trình như ACSL, SIMPACK, MATLAB / S1MUL1NK và MATRIX-X. Đó là các kỹ thuật mô phỏng, các công cụ rất có giá trị để thiết kế. Chúng được cho phép người thiết kế nghiên cứu và điều tra giao diện của các thành phần và sự đổi khác của các tham số trước khi sản xuất. Tuy nhiên da số các chương trình này không tương thích cho mô phỏng thời hạn thực .
Mô hình hóa quá trình
Mô hình toán học cho hoạt động giải trí động học và tuyến tính của mạng lưới hệ thống được nhu yếu cho những bước thiết kế cơ diện tử như mô phỏng, thiết kế tinh chỉnh và điều khiển và tái thiết các tham số. Có hai chiêu thức để thu được các quy mô này là thực thi quy mô lí thuyết trên các nguyên lí vật lí và triển khai quy mô thực nghiệm với các biến đầu ra, đầu vào được đo. Vấn đề chính về mở hình lí thuyết của mạng lưới hệ thống cơ điện tử là các thành phần có gốc tù các miền khác nhau. Hiện đã có những kỹ năng và kiến thức tăng trưởng khá tốt cho những miền quy mô các mạch điện, các mạng lưới hệ thống cơ đa chi tiết cụ thể, hoặc các mạng lưới hệ thống thủỵ / khí … và các gói ứng dụng tương ứng. Tuy nhiên, nhìn chung các công cụ để triển khai quy mô và mô phỏng các thành phần ở các miền khác nhau hiện vẫn đang còn thiếu, chưa phân phối nhu yếu sử đụng .
.png)
Mô phỏng thời gian thực
Mô phỏng thời hạn thực được ứng dụng ngày càng nhiều vào thiết kế mạng lưới hệ thống cơ diện tử. Điều này dặc biệt tương thích nếu quy trình, phán cứng và ứng dụng được tăng trưởng đồng thời để tối thiểu các chu kì tăng trưởng tái diễn, rút ngắn thời hạn từ thiết kế đến thị trường. Trên cơ sở vận tốc giám sát nhu yếu của các giải pháp mô phỏng ( simulation methods ), hoàn toàn có thể chia chúng như sau :
- Mô phỏng không số lượng giới hạn thời hạn .
- Mô phỏng thời hạn thực .
- Mô phỏng nhanh hơn thời hạn thực .
Mô phỏng thời hạn thực có nghĩa là mô phỏng một thành phần được thực thi sao cho các tín hiệu nguồn vào và đầu ra biểu lộ là các giá trị nhờ vào cùng thời hạn như thành phần hoạt động giải trí thực .
Các giải pháp mô phỏng thời hạn thực được biểu lộ ở hình 4.2. Lí do nhu yếu thời hạn thực là vì gần như các thành phần của mạng lưới hệ thống được khảo sát không phải được tái tạo bằng quy mô mà là thực. Ta hoàn toàn có thể chia thành 3 trường hợp :
- Quá trình thực ( real process ) hoàn toàn có thể được quản lý và vận hành cùng với điều khiển và tinh chỉnh được mô phỏng ( simulated control ) bằng sử dụng phần cứng không là phần cứng cuối, được gọi là “ mẫu tinh chỉnh và điều khiển ” ( control prototyping ) .
- Quá trình được mô phỏng ( simulated process ) được quản lý và vận hành với phần cứng tinh chỉnh và điều khiển thực ( real control hardware ), được gọi là mô phỏng phần cứng trong mạch lặp ( hardware in – the – loop simulation ) .
- Quá trình được mô phỏng chạy với tinh chỉnh và điều khiển được mó phỏng trong thời hạn thực. Điều này hoàn toàn có thể được nhu yếu nếu chưa có phần cứng cuối hoặc nếu xem xét bước thiết kế trước mô phỏng phần cứng trong mạch lập .
Mô phỏng phần cứng trong mạch lặp (hardware in- the- loop simulation).
Mô phỏng phần cứng trong mạch lặp ( HIL ) biểu lộ đặc tính hoạt động giải trí các thành phần thực trong liên kết với các thành phần được mô phỏng thời hạn thực. Thường các phần cứng mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển và ứng dụng là mạng lưới hệ thống thực. Quá trình được điều khiển và tinh chỉnh ( gồm actuators, các quy trình vật lí và sensor ) hoàn toàn có thể có các thành phần được mô phỏng hoặc các thành phần thực ( hình 4.3 ). Nhìn chung, hoàn toàn có thể thực thi các trường hợp phối hợp như biểu lộ trong hình 4.3. Nhưng thường actuators là thực còn quy trình và sensor được mô phỏng .
Mô phỏng phần cứng trong mạch lặp ( HIL ) mang lại những quyền lợi sau :
- Thiết kế và kiểm nghiệm phần cứng và ứng dụng điều khiển và tinh chỉnh không cần quản lý và vận hành một quy trình thực ( triển khai trong phòng thí nghiệm ) .
- Kiểm nghiệm phần cứng điều khiển và tinh chỉnh và ứng dụng trong điều kiện kèm theo môi trường tự nhiên khắc nghiệt trong phòng thí nghiệm ( nhiệt độ quá cao / thấp, tần suất cao và dịch chuyển cơ học mạnh, mỏi trường nhạy cảm, năng lực thích hợp điện-tử ) .
- Kiểm các tác động ảnh hưởng lỗi và thiếu năng lượng của các actuator, sensor và máy tính trên toàn thể mạng lưới hệ thống .
- Vận hành và kiểm nghiệm các điều kiện kèm theo thao tác nguy khốn / thái quá .
- Thử nghiệm các năng lực thường lặp lại .
- Vận hành thuận tiện với các giao diện người-máy khác nhau .
- Tiết kiệm thời hạn và kinh phí đầu tư tăng trưởng .
Thực hiện nguyên mẫu điều khiển (control prototyping)
.png)
Để thiết kế và kiểm nghiệm các hệ thống điều khiển phức tạp và thuật toán của chúng theo ràng buộc thời gian thực, một mô phỏng bộ điều khiển thời gian thực có thế dược thực hiện với phần cứng khác với phán cứng cuối cùng. Khi ấy quá trình, actuator và sensor phải là thực. Như thế gọi là nguyên mẫu điều khiển (hình 4.3b). Tuy nhiên các phán cùa quá trình hoặc sensor có thể được mô phỏng, tạo nên mô phỏng pha trộn HIL và control prototyping. Lợi thế sử dụng control prototyping và H1L hoặc kết hợp giữa chúng là :
Cơ điện tử, các thành phần cơ bản, TS.Trương Hữu Trí, TS.Võ Thị Ry
