Systementwurf mechatronischer Systeme: Methoden – Modelle – Konzepte

Description

In diesem Lehrbuch werden grundlegende methodische Ansätze für den modellbasierten Systementwurf von mechatronischen Systemen in systematischer und geschlossener Form dargestellt. Der vorgestellte Methodenkanon umfasst domänenneutrale Methoden zur Modellbildung und Verhaltensanalyse: Multidomänenmodellierung (energie-/tor-/signalbasiert), Simulationstechnik (ODE-/DAE-/Hybride-Systeme), robuste Regelungsansätze, stochastische Verhaltensanalyse und quantitative Entwurfsbewertung über Systembudgets. Den Modellkanon bilden analytische Verhaltensmodelle für wichtige physikalisch-technische Domänen der mechatronischen Funktionsrealisierung, wie Mehrkörperdynamik, digitale Informationsverarbeitung und elektromechanische Wandler. Aufbauend auf dem Modellansatz eines technologieunabhängigen generischen mechatronischen Elementarwandlers werden elektrostatische, piezoelektrische, elektromagnetische und elektrodynamische Wandler bis hin zu technischen Ausführungsformen konkretisiert. Mehr als 50 durchgerechnete Entwurfsbeispiele demonstrieren anschaulich die dargestellten Methoden und Konzepte und unterstützen das Selbststudium. Front Matter....Pages 1-20 Einleitung....Pages 1-47 Elemente der Modellbildung....Pages 49-176 Simulationstechnische Aspekte....Pages 177-218 Funktionsrealisierung – Mehrkörperdynamik....Pages 219-285 Funktionsrealisierung – Mechatronischer Elementarwandler....Pages 287-404 Funktionsrealisierung – Elektrostatische Wandler....Pages 405-465 Funktionsrealisierung – Piezoelektrische Wandler....Pages 467-515 Funktionsrealisierung – Wandler mit elektromagnetischer Wechselwirkung....Pages 513-598 Funktionsrealisierung – Digitale Informationsverarbeitung....Pages 599-653 Regelungstechnische Aspekte....Pages 655-758 Stochastische Verhaltensanalyse....Pages 759-795 Entwurfsbewertung – Systembudgets....Pages 797-828 Back Matter....Pages 829-842