Мехатроника 1 Бөлім mechatronics

199
(3.6)
Structural redundancy is:
for the motion module 
for the mechatronic module of motion 
for an intelligent mechatronic module 
When designing mechatronic modules, it is necessary to strive to reduce 
structural redundancy. This can be achieved by integrating the basic and inter-
face elements. 
C
– structural connectivity is a value that characterizes the 
influ-
ence 
of the level of functional and structural integration on the complexity of 
the structural model of the mechatronic module.
The structural model of the mechatronic module is oriented graph (digraph). 
Therefore, graph theory can be applied to it. Consequently, the structural 
con-
nectivity 
of the mechatronic module is determined from the dependence:
(3.7)
where 
a
ij
is an element of the adjacency matrix element of the adjacency matrix 
A of the structural model of the mechatronic module; 
n
is the number of blocks 
of the structural model. The adjacency matrix of a structural model having n 
structure blocks is the matrix A = || 
a
ij
|| dimension 
n
x 
n
, for which the element 
a
ij
= 1, if there is a link (arrow) directed from the previous block 
i
to the next 
structural block
 j
(i.e. block 
i
is adjacent to block 
j
). otherwise, 
a
ij
= 0.
The adjacency matrix has the following basic properties:
• the sum of all elements of the matrix is equal to the number of links 
(arrows lok) of the structural model;
• the sum of the elements of the i-th row is equal to the number of links 
(arrows), entering into the j-th block;
• the sum of the elements of the j-th column is equal to the number of links 
(arrows) entering the i-th block.
For a mechatronic module with a minimal structure, the structural connec-
tivity 
C
= 0, the maximum structural connectivity 
C
= 1 has mechatronic 

200
 
 

modules, in which between any pair of structural blocks there are a pair of 
differently directed links (a pair of mutually opposite arrows).
The structural coherence of the structural model of the mechatronic 
module with the increase in the level of functional and structural integration 
is changing. By the value of structural connectivity, one can indirectly judge 
the complexity of the structural model of the mechatronic module. When 
designing a mechatronic module, it is necessary to strive to increase the value 
of structural connectivity.
Let’s define the structural connection of the motion module, the mechatronic 
module of motion and the intelligent mechatronic module.
Figure 3.5 – Structural model of the motion module
We form the adjacency matrix:
We calculate the structural connectivity:
Figure 3.6 – Structural model of mechatronic motion module
Adjacency matrix:
Structural connectivity:

201
Figure 3.7 – Structural model of the intelligent mechatronic module
Adjacency matrix:
Structural connectivity:
Thus, the structural connectivity of the mechatronic module with the 
increase in the level of functional integration has changed. We will consider an 
integrated intelligent mechatronic module in which a computer control device 
and a digital-to-analog converter are combined into one constructive element – 
a controller, as well as motor and a mechanical converter – into a high torque 
motor. The structural model of such a module is shown in Fig. 3.8.
Figure 3.8

202
 
 

We form the adjacency matrix:
Structural connectivity:
The structural connectivity of the mechatronic module with the growth of 
structural integration has increased.

жүктеу/скачать 11,25 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: