Co to jest inżynieria mechatroniczna?

Mechatronics Engineering to dyscyplina hybrydowa, która składa się z aspektów mechanicznych, elektronicznych i kontrolnych.Jest to dyscyplina używana do projektowania i produkcji urządzeń, które mogą reagować na ich środowiska w czasie rzeczywistym.Informacje zwrotne dostarczane przez czujniki elektryczne zarządza komputer centralny, który wydaje polecenia do podjęcia działań.Polecenia te regulują reakcję urządzenia, co z kolei pozostawia je w nowej sytuacji.Inżynieria Mechatronics jest przydatna do projektowania wielu systemów, które nie opierają się całkowicie na działaniu człowieka.

Pierwszym aspektem inżynierii mechatronicznej jest aspekt mechaniczny.Inżynieria mechaniczna dotyczy projektowania struktur fizycznych w maszynie.Inżynieria mechaniczna leży na nauce mechaniki, która jest gałęzią fizyki, która dotyczy sił i materii w ruchu.Kolejną dziedziną jest nauki materiałowe, które mogą dać inżynierom pakiet materiałów do zastosowania w projektowaniu produktów.W samochodzie aspekt mechaniczny obejmowałby na przykład korpus, podwozie i silnik.

Kolejnym niezbędnym elementem inżynierii mechatronicznej jest aspekt elektroniczny.Inżynieria elektroniczna dotyczy projektowania praktycznych urządzeń, które wykorzystują ruch cząstek elektrycznie naładowanych do działania.Ten przepływ energii elektrycznej można wykorzystać do transportu zarówno energii, jak i informacji.Energia elektryczna może być wykorzystywana do zasilania urządzenia mechatronicznego przez silnik elektryczny.Informacje opracowane przez czujniki mogą być zarządzane przez centralny system sterowania.

Ostatecznym elementem wymaganym w inżynierii mechatroniki jest pewna forma kontroli.Teoria kontroli dotyczy utrzymania optymalnego stanu w układzie dynamicznym.Działa poprzez uzyskanie informacji zwrotnych na temat obecnego stanu w środowisku, podejmując decyzję, a następnie wydając polecenia w celu podjęcia pewnych działań.Gdy obiekt jest dalej od optymalnego stanu, może się bardziej reagować, aby dotrzeć do tego stanu.W urządzeniu mechatronicznym kontrolę jest zwykle zarządzana przez mikroprocesor i mdash; pojedynczy zintegrowany obwód z centralnym możliwościami przetwarzania.

Urządzenia mechatroniczne są szeroko rozpowszechnione w wielu społeczeństwach.Na przykład samochód łączy systemy mechaniczne z układami elektrycznymi i komputerem centralnym.Wiele czujników elektrycznych wykrywa informacje o stanie samochodu, takich jak jego prędkość, poziom paliwa i temperatura silnika.Sygnały te są transportowane ścieżkami elektrycznymi do komputera samochodu, co podejmuje decyzje dotyczące reagowania.Jeśli paliwo jest zbyt niskie lub silnik jest zbyt gorący, komputer może wydać polecenie, aby wyświetlić komunikat ostrzegawczy operatorowi.

W samochodzie zadanie podejmowania decyzji jest udostępniane przez komputer i operator.Z drugiej strony wiele urządzeń mechatronicznych nie jest działających w czasie rzeczywistym przez ludzi.Statek kosmiczny często musi wykorzystywać komputery pokładowe do podejmowania decyzji w czasie rzeczywistym, ponieważ istnieje opóźnienie komunikacyjne między statkiem kosmicznym a Ziemią.Mars Exploration Rovers miał opóźnienie komunikacyjne na kilka minut, a zatem używali centralnego komputera, aby podejmować wiele szybkich decyzji nawigacyjnych.Bez tej możliwości łaziki mogli spaść z półki lub utknąć w obiekcie przez operatory na Ziemi zauważyli zagrożenia.