Mechatronische Systeme im Maschinenbau I

Das vorliegende Skript gibt die Inhalte der Vorlesung "Mechatronische Systeme im Maschinenbau
I" wieder. In diesem ersten Teil der Gesamtveranstaltung werden nach einer
Einleitung zunächst typische mechatronische Systeme vorgestellt. Ein einfaches mechatronisches
System besteht im wesentlichen aus der mechanischen Struktur (mechanischer
Prozess), dem Sensor, dem Regler (Mikroprozessor) und dem Aktuator mit Verstärker.

Um das dynamische Verhalten des Gesamtsystems analysieren zu können, bedarf es zunächst
der ModelIierung und Analyse der Einzelkomponenten. die mit ihren typischen Eigenschaften
zur Dynamik des Gesamtsystems beitragen. Teill der Vorlesung konzentriert
sich auf den mechanischen Prozess (Strukturdynarnik), auf die Regelung mechanischer
Systeme und auf die Signale, die den Informationsaustausch zwischen den Komponenten
herstellen, wobei auf die Signalerfassung (Messung mechanischer Größen mit Sensoren)
und die Signalverarbeitung (Mikroprozessoren) eingegangen wird. Dabei wird die Dynamik
der bis dahin noch nicht behandelten Aktoren im Regelkreis zunächst weggelassen
bzw. in stark vereinfachter Form berücksichtigt.

Der Vorlesungsteil "Mechatronische Systeme im Maschinenbau 11" ist dann dem wichtigen
Gebiet der Aktoren gewidmet. Einen Schwerpunkt bilden dabei die elektromechanischen
Aktoren, die in elektrodynamische und elektromagnetische Systeme unterteilt
werden können. Erst wenn auch diese Systemkomponenten hinreichend bekannt sind,
könnenmechatronische Gesamtsysteme unter Berücksichtigung der Dynamik aller Komponenten
ausführlich untersucht werden. Eine dynamische Analyse solcher Gesamtsysteme
schließt den zweiten Teil der Vorlesung ab.

Zur Vertiefung der in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse werden Übungen angeboten,
in denen die rechnerische Analyse mechatronischer Systeme erlernt werden kann.