Wat is mechatronica -engineering?

Mechatronics Engineering is een hybride discipline die bestaat uit mechanische, elektronische en controle -aspecten.Het is de discipline die wordt gebruikt om apparaten te ontwerpen en te produceren die in realtime op hun omgeving kunnen reageren.Feedback gegeven door elektrische sensoren wordt beheerd door een centrale computer die opdrachten uitvoert om acties te ondernemen.Deze opdrachten zijn van toepassing op de reactie van het apparaat, wat het op zijn beurt in een nieuwe situatie laat.Mechatronics Engineering is handig voor het ontwerpen van veel systemen die niet volledig afhankelijk zijn van menselijke werking.

Het eerste aspect van mechatronica -engineering is het mechanische aspect.Werktuigbouwkunde houdt zich bezig met het ontwerpen van fysieke structuren in een machine.Onderliggende werktuigbouwkunde is de wetenschap van mechanica, een tak van natuurkunde die grootschalige krachten aanpakt en in beweging is.Een ander bijdragend veld is materialenwetenschap, die ingenieurs een reeks materialen kan geven om te gebruiken bij het ontwerpen van producten.In een auto zou het mechanische aspect bijvoorbeeld het lichaam, het chassis en de motor omvatten.

Een ander noodzakelijk onderdeel van mechatronica -engineering is het elektronische aspect.Elektronische engineering houdt zich bezig met het ontwerpen van praktische apparaten die de beweging van elektrisch geladen deeltjes gebruiken om te werken.Deze stroom van elektriciteit kan worden gebruikt om zowel energie als informatie te transporteren.Elektrische energie kan worden gebruikt om een mechatronisch apparaat door een elektromotor van stroom te voorzien.Informatie geproduceerd door sensoren kan worden beheerd door een centraal besturingssysteem.

Het uiteindelijke element dat vereist is in mechatronica -engineering is een vorm van controle.Controletheorie houdt zich bezig met het handhaven van een optimale toestand in een dynamisch systeem.Het werkt door feedback te krijgen over zijn huidige staat in een omgeving, een beslissing te nemen en vervolgens commando's af te geven om enige actie te ondernemen.Wanneer een object verder van zijn optimale toestand is, kan het sterker reageren om die staat te bereiken.In een mechatronisch apparaat wordt controle meestal beheerd door een microprocessor mdash; een enkel geïntegreerd circuit met een centrale verwerkingsmogelijkheden.

Mechatronic -apparaten zijn wijdverbreid in veel samenlevingen.Een auto combineert bijvoorbeeld mechanische systemen met elektrische systemen en een centrale computer.Veel elektrische sensoren detecteren informatie over de toestand van de auto, zoals zijn snelheid, brandstofniveau en motortemperatuur.Deze signalen worden getransporteerd door elektrische paden naar de computer van de auto, die beslissingen neemt over hoe te reageren.Als brandstof te laag is of de motor te heet is, kan de computer een opdracht geven om een waarschuwingsbericht aan de operator weer te geven.

In een auto wordt de taak om beslissingen te nemen gedeeld door een computer en een operator.Veel mechatronica-apparaten worden daarentegen niet in realtime door mensen geëxploiteerd.Ruimtevaartuig moet vaak aan boordcomputers worden gebruikt om in realtime beslissingen te nemen, omdat er een communicatievertraging is tussen het ruimtevaartuig en de aarde.De Mars Exploration Rovers hadden een communicatievertraging van enkele minuten en gebruikten daarom een centrale computer om veel snelle navigatiebeslissingen te nemen.Zonder deze mogelijkheid hadden de Rovers van een richel kunnen vallen of vast komen te zitten door een object tegen de tijd dat operators op aarde de bedreigingen opmerkten.