Co je to mechatroniky?

Mechatronics Engineering je hybridní disciplína, která se skládá z mechanických, elektronických a kontrolních aspektů.Je to disciplína používaná k navrhování a výrobě zařízení, která mohou reagovat na jejich prostředí v reálném čase.Zpětná vazba poskytnutá elektrickými senzory je spravována centrálním počítačem, který vydává příkazy k přijetí opatření.Tyto příkazy upravují reakci zařízení, které jej zase ponechává v nové situaci.Mechatronické inženýrství je užitečné pro navrhování mnoha systémů, které se nespoléhají výhradně na lidskou činnost.

Prvním aspektem mechatronického inženýrství je mechanický aspekt.Strojírenství se týká návrhu fyzických struktur ve stroji.Základem strojního inženýrství je věda mechaniky, což je odvětví fyziky, která řeší rozsáhlé síly a hmotu v pohybu.Dalším přispívajícím oborem je věda o materiálech, která může inženýrům poskytnout sadu materiálů, které lze použít při navrhování produktů.V autě by mechanický aspekt zahrnoval například tělo, podvozek a motor.Elektronické inženýrství se zabývá navrhováním praktických zařízení, která k provozu používají pohyb elektricky nabitých částic.Tento tok elektřiny lze použít k přepravě energie i informací.Elektrická energie může být použita k napájení mechatronického zařízení prostřednictvím elektrického motoru.Informace vytvořené senzory mohou být spravovány centrálním řídicím systémem.

Konečným prvkem požadovaným v mechatronickém inženýrství je nějaká forma kontroly.Teorie kontroly se zabývá udržováním určitého optimálního stavu v dynamickém systému.Funguje tím, že získává zpětnou vazbu na svůj současný stav v prostředí, rozhodne se a poté vydává příkazy, aby podnikli nějaké kroky.Když je objekt dále od optimálního stavu, může reagovat silněji na dosažení tohoto stavu.V mechatronickém zařízení je ovládání obvykle řízeno mikroprocesorem mdash; jediný integrovaný obvod s centrální schopností zpracování.

Mechatronická zařízení jsou v mnoha společnostech rozšířena.Například auto kombinuje mechanické systémy s elektrickými systémy a centrálním počítačem.Mnoho elektrických senzorů detekuje informace o stavu automobilu, jako je jeho rychlost, hladina paliva a teplota motoru.Tyto signály jsou přepravovány elektrickými cestami do počítače automobilu, což rozhoduje o tom, jak reagovat.Pokud je palivo příliš nízké nebo je motor příliš horký, může počítač vydat příkaz k zobrazení varovné zprávy operátorovi.

V autě je úkol rozhodování sdílet počítač a operátor.Mnoho mechatronických zařízení, na druhé straně, není provozováno v reálném čase lidmi.Kosmická loď často musí používat palubní počítače k rozhodování v reálném čase, protože mezi kosmickou lodí a zemí existuje komunikační zpoždění.Mars Exploration Rovers měl komunikační zpoždění několik minut, a proto použil centrální počítač k provedení mnoha rychlých navigačních rozhodnutí.Bez této schopnosti by Rovers mohl spadnout z římsy nebo se uvízl před objektem, než si operátoři na Zemi všimli hrozeb.