Vad är Mechatronics Engineering?

Mechatronics Engineering är en hybriddisciplin som består av mekaniska, elektroniska och kontrollaspekter.Det är den disciplin som används för att designa och tillverka enheter som kan svara på deras miljöer i realtid.Feedback som tillhandahålls av elektriska sensorer hanteras av en central dator som utfärdar kommandon för att vidta åtgärder.Dessa kommandon styr enhetens svar, vilket i sin tur lämnar den i en ny situation.Mechatronics Engineering är användbar för att utforma många system som inte är helt beroende av mänsklig drift.

Den första aspekten av Mechatronics Engineering är den mekaniska aspekten.Maskinteknik handlar om utformningen av fysiska strukturer i en maskin.Underliggande maskinteknik är vetenskapen om mekanik, som är en gren av fysik som hanterar storskaliga krafter och materia i rörelse.Ett annat bidragande område är materialvetenskap, som kan ge ingenjörer en svit med material att använda vid designprodukter.I en bil skulle den mekaniska aspekten omfatta kropp, chassi och motor, till exempel.

En annan nödvändig del av mekatroniksteknik är den elektroniska aspekten.Elektronisk teknik handlar om att utforma praktiska apparater som använder rörelsen för elektriskt laddade partiklar för att fungera.Detta elflöde kan användas för att transportera både energi och information.Elektrisk energi kan användas för att driva en mekatronisk enhet genom en elmotor.Information som produceras av sensorer kan hanteras av ett centralt styrsystem.

Det slutliga elementet som krävs i mekatroniksteknik är någon form av kontroll.Kontrollteori handlar om att upprätthålla något optimalt tillstånd i ett dynamiskt system.Det fungerar genom att få feedback på sitt nuvarande tillstånd i en miljö, fatta ett beslut och sedan utfärda kommandon för att vidta några åtgärder.När ett objekt är längre från sitt optimala tillstånd kan det svara starkare för att nå det tillståndet.I en mekatronisk enhet hanteras kontrollen vanligtvis av en mikroprocessor mdash; en enda integrerad krets med en central bearbetningsförmåga.

Mekatroniska enheter är utbredda i många samhällen.En bil kombinerar till exempel mekaniska system med elektriska system och en central dator.Många elektriska sensorer upptäcker information om bilens tillstånd, till exempel dess hastighet, bränslenivå och motortemperatur.Dessa signaler transporteras med elektriska vägar till bilens dator, vilket fattar beslut om hur man ska svara.Om bränslet är för lågt eller motorn är för varm kan datorn utfärda ett kommando för att visa ett varningsmeddelande till operatören.

I en bil delas uppgiften att fatta beslut av en dator och en operatör.Många mekatroniska enheter, å andra sidan, drivs inte i realtid av människor.Rymdskepp måste ofta använda omborddatorer för att fatta beslut i realtid eftersom det finns en kommunikationsfördröjning mellan rymdskeppet och jorden.Mars Exploration Rovers hade en kommunikationsfördröjning på flera minuter och använde därför en central dator för att fatta många snabba navigationsbeslut.Utan denna kapacitet kunde Rovers ha fallit av en avsats eller fastnat av ett objekt av tidsoperatörerna på jorden märkte hoten.