Hvad er Mechatronics Engineering?

Mechatronics Engineering er en hybrid disciplin, der består af mekaniske, elektroniske og kontrolaspekter.Det er den disciplin, der bruges til at designe og fremstille enheder, der kan reagere på deres miljøer i realtid.Feedback leveret af elektriske sensorer administreres af en central computer, der udsteder kommandoer til at tage handlinger.Disse kommandoer styrer enhedens respons, som igen forlader den i en ny situation.Mechatronics Engineering er nyttig til at designe mange systemer, der ikke helt er afhængige af menneskelig drift.

Det første aspekt af Mechatronics Engineering er det mekaniske aspekt.Mekanik er optaget af design af fysiske strukturer i en maskine.Underliggende maskinteknik er videnskaben om mekanik, som er en gren af fysik, der adresserer store kræfter og stoffer i bevægelse.Et andet medvirkende felt er materialevidenskab, som kan give ingeniører en pakke materialer, der skal bruges til design af produkter.I en bil ville det mekaniske aspekt omfatte for eksempel kroppen, chassiset og motoren.

En anden nødvendig komponent i mechatronics -teknik er det elektroniske aspekt.Elektronisk ingeniørarbejde beskæftiger sig med at designe praktiske enheder, der bruger bevægelsen af elektrisk ladede partikler til at betjene.Denne strøm af elektricitet kan bruges til at transportere både energi og information.Elektrisk energi kan bruges til at drive en mekatronisk enhed gennem en elektrisk motor.Oplysninger produceret af sensorer kan styres af et centralt kontrolsystem.

Det endelige element, der kræves i Mechatronics Engineering, er en form for kontrol.Kontrolteori beskæftiger sig med at opretholde en eller anden optimal tilstand i et dynamisk system.Det fungerer ved at få feedback om sin nuværende tilstand i et miljø, tage en beslutning og derefter udstede kommandoer om at tage noget.Når et objekt er længere fra dens optimale tilstand, kan det reagere stærkere for at nå denne tilstand.I en mekatronisk enhed styres kontrol typisk af en mikroprocessor mdash; et enkelt integreret kredsløb med en central behandlingsevne.

Mechatronic -enheder er udbredt i mange samfund.En bil kombinerer for eksempel mekaniske systemer med elektriske systemer og en central computer.Mange elektriske sensorer registrerer information om bilens tilstand, såsom dens hastighed, brændstofniveau og motortemperatur.Disse signaler transporteres med elektriske veje til bilens computer, hvilket træffer beslutninger om, hvordan man reagerer.Hvis brændstof er for lavt, eller motoren er for varm, kan computeren udstede en kommando til at vise en advarselsmeddelelse til operatøren.

I en bil deles opgaven med at tage beslutninger af en computer og en operatør.Mange mechatronics-enheder betjenes på den anden side ikke i realtid af mennesker.Rumfartøjet skal ofte bruge ombordcomputere til at tage beslutninger i realtid, fordi der er en kommunikationsforsinkelse mellem rumfartøjet og jorden.Mars Exploration Rovers havde en kommunikationsforsinkelse på flere minutter og brugte derfor en central computer til at tage mange hurtige navigationsbeslutninger.Uden denne kapacitet kunne roverne være faldet af en afsats eller siddet fast af et objekt, da operatørerne på jorden bemærkede truslerne.