مصادر دراسة علم الميكاترونكس والروبوتكس [الجزء الثاني]

بعد أن تعرفنا على مصادر دراسة الجزء الأول من الميكاترونكس والروبوتكس الخاص بالجزء الميكانيكي من هنا، سنتعرف معكم في هذه التدوينه على الجزء الثاني المتعلق بالجزء الكهربائي والنمذجه والمحاكاه.

2- الهندسة الكهربية : نظرية الدوائر الكهربية والغرض منها في الصورة الكبيرة للنظام الميكاتروني هو تغذية المحركات Actuators بالطاقة المطلوبة، وتعديل خرج الحساسات ليناسب التعامل مع نظام التحكم، ويكون الهدف غالبًا عمل تنقية لخرج الحساسات من الترددات العالية التي تتداخل معها قبل عمل تكبير لها؛ لتتناسب مع دخل نظام التحكم. يمكنك بناء معرفة بفهم واضح للمبادئ الأساسية لتحليل الدوائر والتعرف على العناصر الأساسية فيها، وتطبيقاتها في الأجهزة المحيطة بنا، عن طريق متابعة سلسلة الدوائر الكهربية الخطية من معهد ولاية جورجيا للتكنولوجيا على موقع كورسيرا:

I- https://www.coursera.org/course/circuits

يتبع هذه السلسلة في طريق إتقان هذه الجزئية سلسلة أخرى بعنوان مقدمة لعلم الإلكترونيات، يتناول الدراسة بمستوى أعلى من سابقه لبعض العناصر الإلكترونية، مثل المكبر OP-Amp الدايود والترانزستور وتصميم الفلاتر من هنا:

I- https://www.coursera.org/course/introtoelectronics

يوجد أيضا كتاب جيد مفتوح عبر النت عن تصميم الفلاتر تجده هنا :

I- https://www.mikroe.com/ebooks/digital-filter-design/introduction

3- النمذجة والمحاكاة والتحكم : الهدف الأساسي من هذه الخطوة هو تصميم نظام التحكم وتحديد قدرة المحركات المطلوبة لتحريك الروبوت، ولاحظ التداخل بين فروع هذا العلم، ففي الخطوة الأخيرة من الهندسة الميكانيكية لدينا نموذج تم عمله في برنامج تصميم ميكانيكي ثم في برنامج تحليل للحركة، وهكذا يكون لدينا نموذج ولا نحتاج إلي هذه الخطوة هنا، وقد يتم تمثيل النظام عن طريق معادلة تفاضلية في Time domain أو Transfer Function في الـ S-Domain أو عن طريق تعريف النظام بمجموعة من المدخلات ومجموعة مقابلة من المخرجات الصحيحة كما يحدث في System Identification ونلخص من هذه النقطة إلى أنه يمكن أن يتم بناء النموذج بطرق عديدة، والاختلاف بينها يكون في مستوي الدقة المقبول.

المحاكاة : هي عبارة عن حل المعادلات التي تصف النظام الذي نريد دراسة سلوكه بناءً على بعض المدخلات، بفرض أن لدينا نظام مثل ذراع روبوت ينقل شيء من مكان لآخر أو يقوم بعملية لحام أو دهان، بعد عمل النموذج تتم المحاكاة بحيث يتم فيها إدخال قيم معينة للمحركات في مفاصل الذراع من أجل أن يقوم بالمهمة المرغوبة، وغالبًا نجد أن النظام لا يقوم بالأمر المطلوب بمستوى الآداء المرضي مثل السرعة أو الثبات عند الوضع النهائي، أو أن النظام غير متزن أصلًا وهنا يأتي تصميم نظام التحكم. الهدف الأساسي لنظام التحكم هو جعل المنظومة التي تم عمل نموذج لها متزنة بالكامل، وبعد ذلك يتم وضع تصميم معين لمستوى الآداء المطلوب، مثل بطء النظام أو سرعته في الوصول للهدف بأقل حيود في اتجاه الزيادة Over Shoot والتأكد من الثبات عند القيمة النهائية المطلوبة Zero Steady State error.

من البرامج الأساسية في النمذجة والمحاكاة وتصميم التحكم هو Matlab وهو سهل في الإستخدام والتعلم مقارنة بلغة C أو ++C يمكن اكتساب خبرة جيّدة فيه، إذ لا غنى عنه للمهندسين من خلال الكورس:

I- https://iversity.org/modelling-and-simulation-using-matlab

تصميم التحكم يمكن أن تستمتع بتعلمه من هذه المصادر المرتبة حسب درجة الصعوبة:

All Control System Lecture Videos: 

1- https://www.youtube.com/playlist?list=PLUMWjy5jgHK3j74Z5Tq6Tso1fSfVWZC8L

2- https://www.coursera.org/course/conrob

3- http://web.mit.edu/nsl/www/videos/lectures.html

إلى هنا أصل معكم الى ختام هذا الموضوع البسيط الذي كان هدفه هو التعريف بمصادر دراسة هندسة الميكاترونكس المتعلقة بالكهرباء والنمذجه والمحاكاة، فأتمنى ان اكون قد وفقت في إيصال الفكرة .

إذا وجد خطاء لغوي تجاهله فأنا كتبت المنشور على عجالة وإذا كان خطأ تقني فأخبرني به لأصحح معلوماتي فكلانا نتعلم .

ختاما تابعنا عبر حساباتنا على وسائل التواصل الإجتماعي وأشترك معنا في قائمتنا البريدية، فأنا أقوم بكتابة ومشاركة المعرفة معكم بكل شغف وحب؛ من أجل نشر العلم والمعرفة اللامحدودة. وأحب دائما أن أراكم تتفاعلون معها فهذا يعتبر مصدر لي في تقديم المزيد.

ولا تنسى ان تشارك المقال مع الأصدقاء، فأنا متأكد أن الكثيرين يحتاجونه❤️ وكذلك كنت أنا سابقا ولا زلت باحثا عن المعرفه.