Was ist Mechatronik -Engineering?
Mechatronics Engineering ist eine Hybriddisziplin, die aus mechanischen, elektronischen und Kontrollaspekten besteht.Es ist die Disziplin, die zum Entwerfen und Herstellen von Geräten verwendet wird, die in Echtzeit auf ihre Umgebungen reagieren können.Die von elektrischen Sensoren bereitgestellten Feedback wird von einem zentralen Computer verwaltet, der Befehle für Maßnahmen ausgeht.Diese Befehle regeln die Reaktion des Geräts, was wiederum in einer neuen Situation lässt.Mechatronics Engineering ist nützlich, um viele Systeme zu entwerfen, die nicht ausschließlich auf den menschlichen Betrieb beruhen.
Der erste Aspekt der Mechatronik -Engineering ist der mechanische Aspekt.Die Maschinenbau befasst sich mit der Gestaltung physikalischer Strukturen in einer Maschine.Das zugrunde liegende Maschinenbau ist die Wissenschaft der Mechanik, die ein Zweig der Physik ist, der sich mit großen Kräften und Materie befasst.Ein weiteres beitragendes Feld ist die Materialwissenschaft, die den Ingenieuren eine Reihe von Materialien zur Verwendung bei der Gestaltung von Produkten bieten kann.In einem Auto würde der mechanische Aspekt beispielsweise den Körper, das Gehäuse und den Motor umfassen.
Ein weiterer notwendiger Bestandteil der Mechatronik -Engineering ist der elektronische Aspekt.Elektronische Technik befasst sich mit der Gestaltung praktischer Geräte, die die Bewegung elektrisch aufgeladener Partikel zum Betrieb verwenden.Dieser Stromfluss kann verwendet werden, um sowohl Energie als auch Informationen zu transportieren.Elektrische Energie kann verwendet werden, um ein mechatronisches Gerät über einen Elektromotor mit Strom zu versorgen.Informationen, die von Sensoren erstellt werden, können von einem zentralen Steuerungssystem verwaltet werden.
Das endgültige Element, das in der Mechatronik -Engineering erforderlich ist, ist irgendeine Form der Kontrolle.Die Kontrolltheorie befasst sich mit der Aufrechterhaltung eines optimalen Zustands in einem dynamischen System.Es funktioniert, indem es Feedback zu seinem aktuellen Zustand in einer Umgebung erhält, eine Entscheidung trifft und dann Befehle herausgibt, um einige Maßnahmen zu ergreifen.Wenn ein Objekt weiter von seinem optimalen Zustand entfernt ist, kann es stärker darauf reagieren, um diesen Zustand zu erreichen.In einem mechatronischen Gerät wird die Steuerung typischerweise von einem Mikroprozessor und einem einzigen integrierten Schaltkreis mit zentraler Verarbeitungsfähigkeit verwaltet.
Mechatronische Geräte sind in vielen Gesellschaften weit verbreitet.Ein Auto kombiniert zum Beispiel mechanische Systeme mit elektrischen Systemen und einem zentralen Computer.Viele elektrische Sensoren erkennen Informationen über den Zustand des Autos wie Geschwindigkeit, Kraftstoffniveau und Motortemperatur.Diese Signale werden von elektrischen Wegen zum Computer des Autos transportiert, wodurch Entscheidungen über die Reaktion getroffen werden.Wenn der Kraftstoff zu niedrig ist oder der Motor zu heiß ist, kann der Computer einen Befehl ausgeben, um dem Bediener eine Warnmeldung anzuzeigen.
In einem Auto wird die Aufgabe, Entscheidungen zu treffen, von einem Computer und einem Betreiber geteilt.Viele Mechatronikgeräte hingegen werden von Menschen in Echtzeit nicht in Echtzeit betrieben.Raumfahrzeuge müssen häufig an Bord von Computern verwenden, um Entscheidungen in Echtzeit zu treffen, da zwischen Raumfahrzeug und Erde eine Kommunikationsverzögerung besteht.Die Mars Exploration Rovers hatten eine Kommunikationsverzögerung von mehreren Minuten und verwendeten daher einen zentralen Computer, um viele schnelle Navigationsentscheidungen zu treffen.Ohne diese Fähigkeit hätten die Rovers von einem Felsvorsprung gefallen oder von einem Objekt stecken geblieben sein, als die Bediener auf der Erde die Bedrohungen bemerkten.