بازگشت

درسنامه درس مکاترونیک۲

۱- فصل اول: مقدمه‌ای بر سامانه‌های دینامیکی

جلسه‌ی اول: ارایه فهرست مطالب، شیوه‌ی ارزشیابی، معرفی مراجع، جایگاه علم سامانه‌های دینامیکی

 جلسه‌ی دوم: مفهوم و اهمیت مدلسازی فیزیکی و مدلسازی ریاضی، متغیر حالت، فضای حالت

 

۲- فصل دوم: روش‌های لاگرانژ و همیلتون برای تحلیل سامانه‌های مکانیکی

جلسه‌ی سوم: انرژی جنبشی ذره و جسم صلب در دو بعد و سه بعد، حل مثال

جلسه‌ی چهارم: انرژی پتانسیل ثقلی و الاستیک، تعریف کار یک نیرو، حل مثال 

جلسه‌ی پنجم: معرفی روش لاگرانژ، تعریف مختصات تعمیم یافته، معادلات حرکت لاگرانژ در حالت بدون قید، حل مثال 

جلسه‌ی ششم: معادلات حرکت لاگرانژ در حضور قید روش اول، حل مثال

 

جلسه‌ی هفتم: ضرایب نامعین لاگرانژ، معادلات حرکت لاگرانژ در حضور قید روش دوم، حل مثال

جلسه‌ی هشتم: معرفی روش همیلتون، تعریف همیلتونی و تکانه تعمیم یافته، معادلات حرکت همیلتون، حل مثال

 

جلسه‌ی نهم: معادلات حرکت همیلتون در حضور قید، روش اول، حل مثال

جلسه‌ی دهم: معادلات حرکت همیلتون در حضور قید، روش دوم، حل مثال

 

------------------------------ آزمون میان ترم ---------------------------

 

۲- فصل سوم: روش باندگراف، روش جامع مدلسازی سامانه‌های دینامیکی چند ضابطه‌ای

 

جلسه‌ی یازدهم: مقدمه‌ای بر روش باندگراف، چگونگی پیدایش، مفهوم تبادل انرژی بین سامانه‌ها از طریق درگاه‌های انرژی، حل مثال   

جلسه‌ی دوازدهم: متغیرهای انرژی و متغیرهای قدرت در سامانه‌های مکانیکی، حرارتی، برقی، مغناطیسی، هیدرولیکی، حل مثال 

جلسه‌ی سیزدهم: مفهوم جریان flow و تلاش effort، درگاه Port، بین دو سامانه‌ی A و B، حل مثال

 

۴- فصل چهارم: یک درگاهی‌ها و چند درگاهی‌ها

جلسه‌ی چهاردهم: یک درگاهی‌های مصرف کننده از نوع مقاومت R و خازن C 

جلسه‌ی پانزدهم: یک درگاهی‌های مصرف کننده از نوع اینرسی I، یک درگاهی‌های مولد منبع جریان Sf و منبع تلاش Se

جلسه‌ی شانزدهم: روش اتصال یک درگاهی‌ها به کمک برخوردگاه‌ها، برخوردگاه‌های-1، حل مثال

جلسه‌ی هفدهم: دو درگاهی‌ها: مبدل Transformer، در حوزه‌های مختلف مهندسی، حل مثال

جلسه‌ی هجدهم: دو درگاهی‌ها: ژایرو Gyrator در حوزه‌های مختلف مهندسی، حل مثال

 

۵- فصل پنجم: علیت در سیستم‌های دینامیکی

جلسه‌ی نوزدهم: مفهوم علیت، علیت مشتقی و علیت انتگرالی، علیت در یک درگاهی‌ها

جلسه‌ی بیستم: علیت انتگرالی در برخوردگاه-1 و برخوردگاه-0، حل مثال

جلسه‌ی بیست و یکم: علیت انتگرالی و مشتقی در دو درگاهی‌های مبدل و ژایرو، حل مثال

جلسه‌ی بیست و دوم: استخراج معادلات حالت به کمک باندگراف‌ها و مقایسه با روش‌های نیوتن-لاگرانژ و همیلتون، حل مثال

 

جلسه‌ی بیست و سوم: استخراج معادلات حالت در حضور قید و علیت مشتقی، تناقض در علیت، حل مثال

جلسه‌ی بیست و چهارم: اصلاح ساختار دینامیکی سامانه‌ها به کمک مفهوم علیت، حل مثال 

 

 

۶- فصل ششم: مدل سازی حرکت نسبی جسم صلب به کمک باندگراف 

جلسه‌ی بیست و پنجم: تحلیل حرکت نسبی در چارچوب غیر چرخان، حل مثال  

جلسه‌ی بیست و ششم: تحلیل حرکت نسبی در چارچوب چرخان، نیروی اینرسی، حل مثال 

جلسه‌ی بیست و هفتم: حرکت عمومی جسم صلب در سه بعد، گشتاور ژیروسکوپیک، حل مثال

 

۷- فصل هفتم: مدل سازی سامانه‌های هیدرولیکی-دبی و قدرت و الکترومکانیکی به کمک باندگراف

جلسه‌ی بیست و هشتم: مدلسازی شیرهای ثابت، اوریفیس، زانویی، هیدروموتور، هیدروپمپ، حل مثال

جلسه‌ی بیست و نهم: مدلسازی دینامیکی اکومولاتور و مخزن و لوله‌های فشارقوی 

جلسه‌ی سی‌‌ام: مدلسازی باندگرافی سامانه‌های هیدرولیک دبی بالا و سامانه‌های هیدرولیکی قدرت، حل مثال 

جلسه‌ی سی‌ و یکم: مدلسازی باندگرافی سامانه‌های الکترومکانیکی و هیدروالکترومکانیکی، حل مثال 

جلسه‌ی سی‌ و دوم: حل مثال‌های بیشتر در سامانه‌های هیدروالکترومکانیکی 

-------------------------------------------------

 

نحوه‌ی ارزشیابی:

حضور (هر جلسه حضور ۱+ امتیاز)

تکالیف (معیار نمره‌ دهی بر صحت حل و تمیز بودن تکلیف است به تکالیفی که شکل‌های آن دستی باشد امتیازی تعلق نمی‌گیرد) 

کوییز (هر جلسه کوییز برگزار می‌گردد دارای ۱+ امتیاز)

حضور با وزن ۱+کوییز با وزن ۲+تکلیف با وزن ۴= (۵ نمره از ۲۰)

------------

آزمون میان ترم (۵ نمره از ۲۰)

آزمون پایان ترم (۹ نمره از ۲۰) 

-------------------------------------------------

 

مراجع: 

System Dynamics -  a Unified Approach, 2nd Edition, D. C. Karnopp, D. L. Margolis, R. C. Rosenberg, Wiley-Interscience, 1990

 

 

Mechatronic Modelling and Simulation Using Bond Graphs, S. Das, Tayor & Francis Group, CRC Press, 2009