Mechatronische Systeme: Grundlagen by Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. Rolf Isermann (auth.)

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  • April 2, 2017
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By Professor Dr.-Ing. Dr. h.c. Rolf Isermann (auth.)

Mechatronische Systeme entstehen durch Integration von vorwiegend mechanischen und elektronischen Systemen sowie zugehöriger Informationsverarbeitung. Wesentlich ist dabei die Integration der mechanischen und elektronischen Elemente durch ihre räumliche Anordnung und durch ihre Funktionen sowie die Erzielung synergetischer Effekte. Die örtliche Integration erfolgt durch den konstruktiven Entwurf, die funktionelle Integration durch die Informationsverarbeitung und damit durch die Gestaltung der Software.

Das vorliegende Buch führt in den Aufbau und die Modellbildung mechatronischer Systeme in einer einheitlichen shape ein und stellt das Verhalten von mechanischen Bauelementen, elektrischen Antrieben, Maschinen, Sensoren, Aktoren und Mikrorechnern dar. Ziel dabei ist, ein bestimmtes Systemverhalten zu erreichen.

Die zweite Auflage enthält wesentliche Erweiterungen bei der Entwicklungsmethodik, bei mechanischen Komponenten, elektrischen Antrieben, Beispielen von Maschinenmodellen, Sensoren, hydraulischen und pneumatischen Aktoren und fehlertoleranten Systemen. Aufgabensammlungen ergänzen die einzelnen Kapitel.

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A) b) Mikrorechner Aktoren Mikrorechner Aktoren Mechan. Prozess Mechan. Prozess Sensoren Sensoren Mögliche Integrationsstellen Informationsverarbeitung Prozess-Wissen Software Hardware c) Mikrorechner Aktoren Mechan. 14. Zur Integration bei mechatronischen Systemen a) Allgemeines Schema für (klassische) mechanisch-elektronische Systeme; b) Integration durch Komponenten (HardwareIntegration), c) Integration durch Funktionen (Software-Integration) (mit erfolgter Integration der Komponenten) Die Integration durch die Funktionen (Softwareseitige Integration, algorithmische Integration, funktionelle Integration durch Informationsverarbeitung), beruht hauptsächlich auf modernen Methoden der Mess-, Regelungs- und Automatisierungstechnik.

Thermische Apparate (Wärmeaustauscher, Heiz- und Klimaanlagen, Feuerungen), chemische Apparate (Strömungs- und Rührkessel-Reaktoren) und mechanische Apparate (Rohrleitungen mit Stellventilen, Zerkleinerungsmaschinen). Auch bei diesen Apparaten ist eine zunehmende Integration mit der Elektronik zu beobachten. B. durch eine günstige dynamische Auslegung relativ schnell veränderbare Energie- und Stoffströme erhalten und dadurch nicht nur schnellen Laständerungen folgen, sondern auch größere Speicher einsparen.

B. bei Uhren, elektrischen Schreibmaschinen und Kameras beobachten konnte. B. bei elektronischen Schreibmaschinen, Nähmaschinen, Mehrachsen-Handhabungsgeräten und automatischen Schaltgetrieben. Zum Teil konnten die ursprünglich mechanisch gelösten Funktionen ganz erheblich vereinfacht werden. Im Zuge des Leichtbaus entstehen relativ elastische und durch den Werkstoff schwach gedämpfte Systeme, die somit zu Schwingungen neigen. Hier kann man nun durch elektronische Rückführung über eine geeignete Sensorik, Elektronik und Aktorik eine elektronische Dämpfung verwirklichen und sie auch noch einstellbar machen.

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