Tối ưu hóa thiết kế các hệ thống cơ điện tử sử dụng kỹ thuật mẫu ảo

Abstract

Theo phương pháp thiết kế truyền thống, để chế tạo một hệ thống cơ điện tử, từ ý tưởng ban đầu, người thiết kế sẽ thiết kế hệ thống bởi phần mềm CAD (Computer-AidedDesign) sau đó sẽ đi chế tạo phần cứng, cuối cùng hệ thống sẽ được kiểm tra dựa trên sự hoạt động. Nếu hệ thống hoạt động không đúng, thiết kế sẽ phải thay đổi và phần cứng phải gia công lại. Phương pháp này gây tốn nhiều thời gian và chi phí cho việc sửa chữa và gia công phần cứng nhiều lần. Để tiết kiệm thời gian thiết kế và giảm chi phí gia công phần cứng cũng như giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế các hệ thống cơ điện tử, bài báo này giới thiệu một mô hình kỹ thuật mẫu ảo trên máy tính cho phép thực hiện và tối ưu hóa các thiết kế trước khi triển khai chế tạo phần cứng. Dựa trên khái niệm hoạt động, hệ thống cơ điện tử sẽ được thiết kế trên SOLIDWORKS và sau đó xuất sang môi trường ADAMS (Automated Dynamic Analysis of Mechanical System), những phần tử mềm dẻo cũng được mô hình hóa và phân tích trong môi trường ANSYS sau đó xuất sang phần mềm ADAMS. Quá trình mô phỏng trong môi trường ADAMS sẽ khám phá hành vi động lực học của hệ thống và thiết kế sẽ được hiệu chỉnh. Mô hình mẫu ảo sau đó sẽ được xuất sang môi trường MATLAB/Simulink để áp dụng chiến lược điều khiển. Kết quả mô phỏng tích hợp trong nhiều ngữ cảnh sẽ đánh giá tính hiệu quả của hệ thống đề xuất trước khi chế tạo phần cứng.