Mechatronische Systeme im Maschinenbau

Das vorliegende Skript gibt die Inhalte der Vorlesung "Mechatronische Systeme im MaschinenbauI" wieder. In diesem ersten Teil der Gesamtveranstaltung werden nach einerEinleitung zunächst typische mechatronische Systeme vorgestellt. Ein einfaches mechatronischesSystem besteht im wesentlichen aus der mechanischen Struktur (mechanischerProzess), dem Sensor, dem Regler (Mikroprozessor) und dem Aktuator mit Verstärker.Um das dynamische Verhalten des Gesamtsystems analysieren zu können, bedarf es zunächstder ModelIierung und Analyse der Einzelkomponenten. die mit ihren typischen Eigenschaftenzur Dynamik des Gesamtsystems beitragen. Teill der Vorlesung konzentriertsich auf den mechanischen Prozess (Strukturdynarnik), auf die Regelung mechanischerSysteme und auf die Signale, die den Informationsaustausch zwischen den Komponentenherstellen, wobei auf die Signalerfassung (Messung mechanischer Größen mit Sensoren)und die Signalverarbeitung (Mikroprozessoren) eingegangen wird. Dabei wird die Dynamikder bis dahin noch nicht behandelten Aktoren im Regelkreis zunächst weggelassenbzw. in stark vereinfachter Form berücksichtigt.Der Vorlesungsteil "Mechatronische Systeme im Maschinenbau 11" ist dann dem wichtigenGebiet der Aktoren gewidmet. Einen Schwerpunkt bilden dabei die elektromechanischenAktoren, die in elektrodynamische und elektromagnetische Systeme unterteiltwerden können. Erst wenn auch diese Systemkomponenten hinreichend bekannt sind,könnenmechatronische Gesamtsysteme unter Berücksichtigung der Dynamik aller Komponentenausführlich untersucht werden. Eine dynamische Analyse solcher Gesamtsystemeschließt 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.