معرفی و دانلود کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک

معرفی کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک

کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک نوشته‌ی رابرت اچ. بیشاپ، به معرفی یکی از جدیدترین شاخه‌های مهندسی، یعنی مکاترونیک می‌پردازد و می‌کوشد عناصر کلیدی و مبانی اصلی آن را تشریح کند. این کتاب ضمن بررسی رابطه‌ی مکاترونیک با دیگر حوزه‌های مهندسی، بر روی مفاهیمی همچون مدل‌سازی سیستم‌های فیزیکی، سیگنال‌ها و سیستم‌ها، سنسورها، سیستم‌های منطقی، و نرم‌افزار و جمع‌آوری داده‌ها متمرکز می‌شود و اهمیت و تأثیر آن‌ها در علم مکاترونیک را توضیح می‌دهد.

درباره‌ی کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک

در اواخر دهه‌ی 1960 شاخه‌ای جدید در مهندسی مطرح شد که ترکیبی از چندین مهندسی دیگر مثل الکترونیک، مکانیک، کنترل و نرم‌افزار بود. این رشته که به مکاترونیک معروف شده بود در حقیقت پاسخی به پیشرفت‌های صنعتی و فناوری‌های روز محسوب می‌شد و قرار بود در طراحی و ساخت محصولات و ماشین‌های صنعتی به کار گرفته شود. به عبارت بهتر، مکاترونیک تلاش می‌کرد از مهارت‌های الکتریکی، مکانیکی و کامپیوتری برای ساخت محصولات الکترومکانیکی مثل ربات‌ها و حسگرهای هوشمند و سیستم‌های هدایت خودکار استفاده کند. این حوزه در ابتدا خیلی محدود بود و چند شرکت از آن استفاده می‌کردند ولی حالا تبدیل به رشته‌ای دانشگاهی شده و تکامل زیادی پیدا کرده است. پیشرفت‌های تکنولوژی در چند دهه‌ی اخیر بر روی این رشته هم عمیقاً تأثیر گذاشته و مفاهیم آن را به‌شدت گسترش داده. حالا مکاترونیک از مهندسی صرف فراتر رفته و حتی در حوزه‌هایی همچون پزشکی هم وارد گشته. همین‌طور در صنایعی مثل رباتیک، هوافضا، مهندسی سخت‌افزار و نانو نیز به شکل گسترده استفاده می‌شود. بااین‌وجود، این رشته هنوز کاملاً شناخته شده نیست و اطلاعات کافی در مورد مفاهیم آن وجود ندارد. یکی از منابع مهم برای آشنایی با این حوزه، کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک (Mechatronics: An Introduction) نوشته‌ی رابرت اچ. بیشاپ (Robert H. Bishop) است. این اثر در حقیقت به مفاهیم بنیادین و عناصر کلیدی مکاترونیک می‌پردازد و می‌کوشد ارتباط آن با دیگر رشته‌های مهندسی مثل برق و مکانیک و نرم‌افزار و کنترل را شفاف‌تر کند.

زمانی خودروها از اجزای الکتریکی و مکانیکی مجزایی تشکیل شده بودند که اساساً جدا از هم کار می‌کردند و به هم ارتباطی نداشتند. اما امروزه در هر ماشینی ده‌ها سنسور و میکروکنترلر وجود دارد که قطعاتی تواماً مکانیکی و الکتریکی هستند. یا به تعبیر درست‌تر، می‌توان گفت مکاترونیکی هستند. مکاترونیک با ادغام کردن چندین سیستم در یکدیگر، تلاش دارد به سیستمی ارزان‌تر و انعطاف‌پذیرتر دست یابد. محققان عناصر کلیدی این رشته را به پنج دسته تقسیم می‌کنند: مدل‌سازی سیستم‌های فیزیکی، حس‌گرها و محرک‌ها، سیگنال‌ها و سیستم‌ها، کامپیوترها و سیستم‌های منطقی، و نرم‌افزار و جمع‌آوری داده‌ها. هرکدام از این عنصرها به یکی از شاخه‌های مهندسی ارتباط پیدا می‌کنند و حلقه‌ی اتصال مکاترونیک و حوزه‌های دیگر هستند. رابرت اچ. بیشاپ در کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک کوشیده به همه‌ی این موارد بپردازد و آن‌ها را به‌تفصیل توضیح دهد. این کتاب دربردارنده‌ی 21 فصل است. نویسنده فصول ابتدایی را به تعریف مکاترونیک و مبانی و رویکردهای آن اختصاص داده و تلاش کرده به مفهوم فلسفی آن پی ببرد. پس‌ازآن به مفاهیمی همچون سیستم‌های کنترلی، نانوتکنولوژی، ریزپردازنده‌ها، شبکه‌های کامپیوتری، سیستم‌های ابزار دقیق و طراحی نرم‌افزار وارد می‌شود و رابطه‌ی آن‌ها و مکاترونیک و اهمیت‌شان در این علم را بررسی می‌کند.

کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک را انتشارات فناوری نوین با ترجمه‌ی جواد وحیدی و حمیده جعفرپوریان منتشر ساخته است.

کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک برای چه کسانی مناسب است؟

اگر به رشته‌ی مهندسی مکاترونیک علاقه دارید و می‌خواهید با مفاهیم اصلی آن آشنا شوید، این کتاب به شما پیشنهاد می‌شود.

در بخشی از کتاب مقدمه‌ای بر مکاترونیک می‌خوانیم

تلاش‌های جنگ جهانی دوم منجر به پیشرفت‌های بیشتر در تئوری و عمل کنترل خودکار در تلاش برای طراحی و ساخت خلبان‌های خودکار هواپیما، سیستم‌های موقعیت‌یابی تفنگ، سیستم‌های کنترل آنتن رادار و سایر سیستم‌های نظامی شد. پیچیدگی و عملکرد مورد انتظار این سیستم‌های نظامی مستلزم گسترش تکنیک‌های کنترل موجود و افزایش علاقه به سیستم‌های کنترل و توسعه بینش‌ها و روش‌های جدید بود. پس از جنگ جهانی دوم، با افزایش استفاده از تبدیل لاپلاس، و استفاده از روش‌های به‌اصطلاح s-plane، مانند طراحی سیستم‌های کنترل با استفاده از مکان ریشه، تکنیک‌های حوزه فرکانس بر حوزه کنترل‌ها تسلط یافتند. در حیطه تجاری، با صرفه‌جویی در هزینه به‌دست‌آمده از طریق تولید انبوه، اتوماسیون فرآیند تولید در ابتدای دهه 1940 اولویت بالایی داشت. در طول دهه 1950، اختراع بادامک، اتصالات و درایوهای زنجیره‌ای به فناوری‌های توانمند اصلی برای اختراع محصولات جدید و ساخت و مونتاژ با سرعت بالا تبدیل شدند.

فهرست مطالب کتاب

فصل اول: مکاترونیک چیست؟
فصل دوم: رویکرد طراحی مکاترونیک
فصل سوم: رابط سیستم، ابزار دقیق و سیستم‌های کنترل
فصل چهارم: کنترل‌های مبتنی بر ریزپردازنده‌ها و میکروالکترونیک
فصل پنجم: مقدمه‌ای بر میکرو و نانوتکنولوژی
فصل ششم: مدل‌سازی سیستم‌های الکترومکانیکی
فصل هفتم: مدل‌سازی و شبیه‌سازی MEMS
فصل هشتم: مبانی فیزیکی قیاس‌ها در مدل‌های سیستم فیزیکی
فصل نهم: آشنایی با حس‌گرها و محرک‌ها
فصل دهم: مبانی زبان و فرکانس
فصل یازدهم: ویژگی‌های حس‌گر و محرک
فصل دوازدهم: نقش کنترل‌ها در مکاترونیک
فصل سیزدهم: نقش مدل‌سازی در طراحی مکاترونیک
فصل چهاردهم: بهینه‌سازی طراحی سیستم‌های مکاترونیک
فصل پانزدهم: مقدمه‌ای بر کامپیوتر و سیستم‌های منطقی
فصل شانزدهم: رابط‌های سیستم
فصل هفدهم: ارتباطات و شبکه‌های کامپیوتری
فصل هجدهم: کنترل با رایانه‌های تعبیه‌شده و کنترل‌کننده‌های منطقی قابل‌برنامه‌ریزی
فصل نوزدهم: مقدمه‌ای بر جمع‌آوری داده‌ها
فصل بیستم: سیستم‌های ابزار دقیق مبتنی بر کامپیوتر
فصل بیست‌ویکم: طراحی و توسعه نرم‌افزار