Решение проблемы интерфейса в мехатронике

- задачи минимизации структурной сложности м-т системы.

Структурная сложность определяется

-количеством соединительных элементов

-числом их взаимосвязей

Интенсивность их связей

Используются три основных направления теории системного проектирования

1. Функционально-структурный анализ и эволюционный синтез сложных технических систем.

Приоритет функции над структурой – проектировщик выбирает такую структуру которая позволяет выполнять задание функцией с максимальной эффективностью по выбранным критериям качества

Эволюционный синтез – нахождение рациональных решений путем многоэтапной процедуры оптимизации. Поиск вариантов проводится на базе перспективных структурных решений, которая открыта и имеет иерархическую структуру.

2. Методы параллельного проектирования – методологическая основа разработки м-т систем

Традиционная схема:

Механизм →двигатель →преобразователь → система управления → алгоритмы

Параллельное проектирование (одновременное и взаимосвязанное проектирование всех составных частей м-т систем

		Исходные требования

3. Структурный синтез и оптимизация технических систем по критериям сложности

Типовая процедура проектирования интегрированных мехатронных модулей и машин

Четыре взаимосвязанных этапа

1) Определение функций м-т модулей на основе анализа исходных требований

2) Функциональный структурный анализ с целью выбора структуры всех м-т модулей м формирование структуры модели системы

3) Структурно-конструкторский анализ и конструирование модулей формирование конструкторской модели

4) Планирование и оптимизация функциональных движений, разработка программы движения машины и ее модулей

Исходные требования к мехатронной машине

Функциональная модель

				Программы движения модулей и машин

Конструкторская модель

Параметры движения РО

Схема проектирования

Для реализации разработанного подхода к проектированию интегрированных мехатронных модулей разработаны три метода интеграции

Эти методы можно классифицировать:

- По характеру объединения составляющих устройств

- по способу решения интерфейса

Каждый из методов может применяться как самостоятельно, так и в комбинации с другими методами, поскольку они реализуются на различных этапах проектирования.

Первый метод – постоянно ИММ и М путем исключения из их структуры промежуточных преобразователей и соответствующих интерфейсов

Наиболее глубокий уровень интеграции, позволяющий получать мехатронные решения, полностью соответствующие пониманию синергизма в определении мехатроники.

Исключение многоступенчатого преобразования энергии информации ММ создает фундаментальную основу для достижения высокой точности и быстродействия, компактности и надежности мехатронных машин.

Второй метод – аппаратно конструктивное объединение устройств различной физической природы в едином корпусе многофункционального мехатронного модуля.

Третий метод – перенос функциональной нагрузки от механических узлов к интеллектуальным (электронным, компьютерным, информационным) устройствам