آزمایشگاه مکاترونیک دانشگاه اصفهان در پی راه اندازی
مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکاترونیک ایجاد شد. این آزمایشگاه محلی
برای ساخت و تست تجهیزات مورد نیاز پروژه های کارشناسی ارشد دانشجویان
مکاترونیک است.
علاوه بر سیستمهای ساخته شده توسط دانشجویان، تجهیزات موجود در این آزمایشگاه عبارتند از:
1. دستگاه شبیه ساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره:
شبیهساز
زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره جهت شبیهسازی شرایط عملکردی ماهواره در
مدار کاربرد دارد و امکان انجام تستهای عملی بر روی زمین را به صورت سخت
افزار در حلقه فراهم میآورد.
از کاربردهای آن میتوان به تست پایداری
وضعیت شبیهساز ، بررسی عملکرد حسگرها و عملگرها ، ارزیابی عملکرد
کنترل‌گرها در دینامیک صلب و انعطافپذیر ماهوارهها، پیادهسازی
کنترل‌گرها با در نظر گرفتن گشتاورهای ناشی از تعادل مرکز جرم و خطای نصب
عملگرها ، بررسی نحوه ملاقات مداری، پرواز گروهی ماهوارهها ، بررسی عملکرد
برخورد و اتصال ماهواره اشاره نمود..
شبیهساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره به طور کلی شامل اجزای زیر است.
کامپیوتر شبیهساز برای پیادهسازی کنترل‌گر
راهانداز موتورها
مجموعه‌ی چرخ‌های عکسالعملی جهت اعمال گشتاور به پلتفرم
حسگر AHRS به منظور اندازه‌گیری موقعیت و سرعت زاویه‌ای
به
دلیل عدم وجود نمایشگر در شبیهساز برای مشاهده وضعیت سیستم، کامپیوتر
زمینی با ارتباط بی‌سیم به کامپیوتر شبیهساز وصل شده و امکان نظارت و
کنترل سیستم را فراهم میکند. همچنین از نرمافزار لب‌ویو برای پیادهسازی
کنترل‌گر و ارتباط با سخت افزار استفاده می شود.
2. دستگاه توپ و تیر:
دستگاه
گوی و تیر به عنوان نمونه‌ای از یک سیستم ذاتا ناپایدار در بسیاری از
آزمایشگاه¬های کنترل، رباتیک و مکاترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این
سیستم به ویژه برای آموزش اصول کنترل در واحدهای درسی دانشگاهی کنترل
اتوماتیک، کنترل مدرن طراحی و ساخته شده است. پایدارسازی و کنترل موقعیت
توپ روی تیر دو مسئله اصلی در این سیستم کنترلی هستند. در این سیستم یک گوی
فولادی آزادنه بر روی یک تیر V شکل می‌غلتد. محور یک موتور سروو به وسط
تیر کوپل شده که زاویه تیر را کنترل میکند و یک سنسور خطی موقعیت گوی را
روی تیر اندازه می‌گیرد.
3. دستگاه سرو موتور:
این وسیله
آموزشی با استفاده از یک مکانیزم سروو متشکل از یک موتور DC دقیق و مجموعه
ای از سنسورها، بورد کنترل حرکت و تقویتکنندهها، بستر مناسبی را برای
بررسی مفاهیم ابتدایی در سیستمهای کنترلی فراهم میکند. به علاوه با
انتخاب مناسب آزمایشهای قابل انجام توسط این وسیله، میتوان از آن در
آموزشهای فنی و حرفهای، فوق حرفهای و نیز دانشگاهی بهره جست. بکارگیری
بسته نرمافزاری ارتباط دستگاه با محیط MATLAB Simulink شرایط لازم را جهت
استفاده دانشجویان از امکانات این نرمافزار جهت تحلیل، نمایش و آنالیز
دادههای ورودی و خروجی سیستم فراهم میسازد. طراحی دستگاه آزمایش به
گونهای انجام گرفته که موارد مختلفی از تحلیلها و آزمایشهای مرتبط با
سیستمهای کنترلی بر اساس نیاز کاربر، اعم از موارد آموزشی و پروژههای
دانشجویی، در بر گرفته شود.
4. میزهای پنوماتیک:
آزمایشگاه
پنوماتیک یکی از جذاب ترین و کاربردی ترین آزمایشگاه‌های گرایش ساخت و
تولید و مکاترونیک، می‌باشد. در این میزها با استفاده از سیلندرها، شیرهای
کنترل جهت، شیرهای تابع زمان و ......، انواع مدارهای کنترل نیوماتیک قابل
اجرا است. دانشجویان پس از طراحی این مدارها جهت بررسی عملکرد آنها از این
تجهیزات استفاده می‌کنند. همچنین پس از آشنایی دانشجویان با سیستمهای
نیوماتیک، تجهیزات الکتریکی شامل کلیدها، میکروسویچ‌ها، رله‌ها و ... برای
کنترل بهتر مدارهای نیوماتیک استفاده میشود. این مبحث الکترونیوماتیک
نامیده میشود. پس از این مبحث، با کمک PLC نیز میتوان مدارهای نیوماتیک را
بسیار ساده تر طراحی و کنترل نمود.
5. میزهای PLC
PLC از عبارت
Programmable Logic Control به معنای کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی
گرفته شده است. PLC کنترل کننده ای که در قسمت ورودی اطلاعاتی را به صورت
باینری یا آنالوگ دریافت و آنها را طبق برنامه ای که در حافظه اش ذخیره شده
است پردازش می نماید و نتیجه عملیات را نیز از قسمت خروجی به صورت
فرمانهایی به گیرنده ها و اجرا کننده های فرمان ارسال می کند. به عبارت
دیگر PLC عبارت است از یک کنترل کننده منطقی که می تواند منطق کنترل را
توسط برنامه برای آن تعریف نمود ودر صورت نیار براحتی آن را تغییر داد.
میزهای PLC شامل یک PLC و ماژول‌های مختلف آن است که دانشجویان به کمک آنها کار کردن با PLC را فرا می‌گیرند.