lekcija 1:lekcija 1: osnove mehatronikeosnove...
Post on 07-Feb-2018
256 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
Lekcija 1:Lekcija 1:Osnove mehatronikeOsnove mehatronike
Prof dr sc Jasmin VelagiProf.dr.sc. Jasmin VelagiElektrotehniki fakultet Sarajevo
K l ij M h t ikKolegij: Mehatronika
2012/2013
-
Kolegij: MehatronikaKolegij: Mehatronika
2/50Predmetni nastavnik: Prof.dr.sc. Jasmin Velagi, dipl.in.el. 2/50e-mail: jasmin.velagic@etf.unsa.batel.: 033 25 07 65
Saradnik: Mr.sc. Nedim Osmie-mail: nedim.osmic@etf.unsa.ba@tel.: 033 25 07 47
K lt ij ij d i t tk 12 13 iliKonzultacije: srijeda i etvrtkom 12-13, ili po dogovoru
Naini provjere kolokvij laboratorijskih vjebi (20%)Znanja: seminarski rad (40%)
zavrni ispit (40%)zavrni ispit (40%)
-
Kolegij: MehatronikaKolegij: Mehatronika
3/50
Nastavne jedinice:1 Osnove mehatronike 3/501. Osnove mehatronike2. Dizajn mehatronikih sistema3. Real-time simulacije4. Upravljanje sistemima5. Implementacija upravljakih algoritama6 Senzori za mjerenje pozicije6. Senzori za mjerenje pozicije7. Industrijski robot8. Mobilni roboti9. Estimacija parametara sistema10. Mehatroniki automobilski sistemi: suspenzija11 Mehatroniki automobilski sistemi: upravljanje zakretanjem11. Mehatroniki automobilski sistemi: upravljanje zakretanjem12. Mehatroniki automobilski sistemi: koenje, pogonski
sistemi, tolerancija na kvarove13. Neizraziti (fuzzy) sistemi upravljanja14. Neuronski sistemi upravljanja
-
Kolegij: MehatronikaKolegij: Mehatronika
4/50Preporuena literatura:
4/501. Jasmin Velagi, Zabiljeke s predavanja, Elektrotehniki fakultet, Sarajevo, 2011, URL: http://people.etf.unsa.ba/~jvelagic/laras/lectures.htm
2. R.H. Bishop, Mechatronics Handbook, Boca Raton: CRC Press, 2002.
3 R Isermann Mehatronic Systems Fundamentals3. R. Isermann, Mehatronic Systems Fundamentals, Berlin:Springer, 2003.
4. D.G. Alciatore and M.B. Histand, Introduction to Mechatronics and Measurement Systems New York:Mechatronics and Measurement Systems, New York: McGraw-Hill, 2003.
Dodatna literatura:Dodatna literatura:1. D. Shetty and R.A. Kolk, Mechatronics System Design, MA:
PWS Publishing, 1997.2 D N l M h t i NJ P ti H ll 20022. D. Necsulescu, Mechatronics, NJ: Prentice-Hall, 2002.
-
Da li su svi upoznati sa mehatronikom tehnologijom?tehnologijom?
5/505/50
-
1.1. Definicija mehatronikeMehatronika je sinergijska kombinacija mehanikog i elektrikog inenjeringa, raunarskih znanosti i
6/50informacijskih tehnologija, koja koristi sisteme upravljanja i numerike metode za dizajn proizvoda i procesa ugraujui u njih inteligenciju (Davdas
6/50
procesa, ugraujui u njih inteligenciju (Davdas Shetty, Richard A. Kolk).
Mehanika Elektronika
Upravljanje
Mehanika Elektronika
Upravljanje
Senzori SoftverSe o
-
Definicija mehatronikeMehatronika je metodologija koja se koristi za optimalni dizajn elektromehanikih proizvoda (Davdas Shetty, 7/50j p ( yRichard A. Kolk).Izraz mehatronika se koristi za oznaavanje brzog
7/50
razvoja, interdisciplinarnog polja inenjeringa koji se bavi dizajnom proizvoda ije funkcije se oslanjaju na sinergijskoj integraciji mehanikih elektrikih isinergijskoj integraciji mehanikih, elektrikih i elektronikih komponenti (H.B. Histand, D.G. Alciatore).Mehatronika implicira sinergijsku integraciju mehanikihMehatronika implicira sinergijsku integraciju mehanikih i elektrikih principa u konjukciji sa raunarskom tehnologijom za inteligentno upravljanje strojevima, procesima i mehanizmima (C. Fraser, J. Milne).Mehatronika je proces ugradnje inteligencije u fizike i tsisteme.
-
Definicija mehatronike
8/508/50
-
Definicija mehatronike
9/509/50
-
Definicija mehatronike
10/50
Kompjuterski sistemi
Sistemi upravljanja
Digitalno upravljanje
10/50
sistemiMikro upravljanje Simulacija
Digitalni krugovi
Aktuatori i senzori
Mehatronika
Analogni krugovi
Matematiki modeli
Elektromehaniki sistemi
Elektriki sistemi
Mehaniki sistemi
-
Definicija mehatronike
Mi emo koristiti sljedeu definiciju
11/50
Elektronika
MikroelektronikaEnergetska elektronika
Teorija sistemaModeliranjeA t ti ij k
Informacijska
11/50
ElektronikaelektronikaSenzoriAktuatori
Automatizacijske tehnologijeSoftverUmjetna
Mehatronika
tehnologija
Umjetna inteligencija
Mehanika iMehanika i elektromehanika
Mehaniki elementiStrojeviPrecizni strojevi
Mehatronika je interdisciplinarna znanost u kojoj sljedee tri discipline djeluju zajedno: mehaniki sistemi, elektroniki
Za dizajn mehatronikih sistema koristi se istovremeni inenjerings ciljem integracije navedenih j
Elektriki elementij ,
sistemi i informacijske tehnologije. j g j
disciplina i kreiranja sinergijskih efekata.
-
1.2. Historija mehatronikeTermin mehatronika su uveli Japanci (1975 godine u elektronikoj kompaniji Askawa u Japanu - kombinacija ij i M h ik El kt ik K t l ) 12/50rijei Mehanika-Elektronika-Kontrola).
U poetku zamiljena kao sredstvo dopunjavanja mehanikih komponenti elektronikim u preciznoj mehanici
12/50
mehanikih komponenti elektronikim u preciznoj mehanici(refleksna kamera je bila tipina mehatronika naprava). S vremenom se koncept mehatronike promijenio i uvelike
i iproirio. U Europi su se mehatroniki koncepti znaajno poeli primjenjivati kasnih 80-tih prolog stoljeaprimjenjivati kasnih 80 tih prolog stoljea.U Americi su pomalo rezervirani prema ovom terminu, pa umjesto mehatronika koriste izraz sistemski inenjering.Danas je postignut konsenzus oko toga ta je mehatronika i ta ona znai.Cilj mehatronike je poboljanje funkcionalnosti tehnikihCilj mehatronike je poboljanje funkcionalnosti tehnikih proizvoda i sistema spajanjem svih komponenti u jednu.
-
Historija mehatronike
13/50
isti mehaniki sistemi
M h iki i t i
DC motor 1870
AC motor 1889
-
1.3. Mehatroniki sistemiMehatroniki sistemi ukljuuju percepciju, kognitivne procese i zakljuivanje.
14/5014/50
-
Mehatroniki sistemiRazlika izmeu mehatronikih i tradicionalnih sistema upravljanja
15/50
Ul I l
NapajanjeNapajanje
15/50
SistemUlaz IzlazSistemUlaz Izlaz
Povratna veza
NapajanjePercepcija
SistemUlaz Izlaz Realni svijet
Percepcija
Povratna veza
j
Mehatroniki sistemPercepcija (opaanje)
Mehatroniki sistem upravljanja
-
Mehatroniki sistemiArhitektura mehatronikog sistema
16/50
Prikaz znanja
16/50
Percepcija Planiranje/upravljanje
Proces nadzora/
Upravljaki sistem
Senzori Aktuatori
upravljanjevizualizacija
Senzori Aktuatori
ProcesUpravljani sistem
Ugradivi senzori,
Realni svijet
gaktuatori i procesori su integralni dijelovi mehatronikih sistema.
-
Mehatroniki sistemi
Proces formiranja ponaanja
6 bl k ki dij f i j j 17/506-blokovski dijagram formiranja ponaanja (vierezolucijska hijerarhija)
17/50
PERCEPCIJAPRIKAZZNANJA
DONOENJEODLUKEZNANJA ODLUKE
AKTUACIJAREALNI SVIJETSENZORI
-
Mehatroniki sistemiFunkcionalni dijagram semiotika (semiotics) prihvaena kao nova paradigma nauke u 21 stoljeu.
18/50
ZNANJE
18/50
SINTAKSA SEMANTIKA
PRIKAZ INTERPRETACIJA
SINTAKSAZNAK
SEMANTIKAINTERPRETACIJA
PRAGMATIKAOBJEKT
REALNI SVIJET
-
Mehatroniki sistemiOsobine mehatronikih sistema i proizvoda:
Funkcionalno meudjelovanje izmeu mehanikih, 19/50j jelektronikih i informatikih tehnologija.Prostorno povezivanje podsistema u jednu jedinicu;
19/50
inteligencija vezana uz upravljake funkcije mehatronikog sistema.Prilagodljivost pogodnost uz koju je moguePrilagodljivost, pogodnost uz koju je mogue mehatronike proizvode prilagoditi promjenjivim zadacima i situacijama.jViefunkcionalnost koja se odnosi na funkcije mikroprocesora odreene kompjuterskim programom.Nevidljive funkcije koje obavlja mikroelektronika, teko vidljive i razumljive za potroae.Tehnoloka meuovisnost, usko povezana sa dostupnim proizvodnim tehnologijama.
-
Mehatroniki sistemi
Primjeri mehatronikih sistema20/50
Mehatroniki
sistemi
20/50
Mehatronike strojne Mehatroniki
pogoni
Mehatroniki potroai Mehatroniki
automobiliMehatroniki
vozovi
Mehatroniki robotski
i i
Mehatroniki generatori Ostali meh.
sistemikomponente pogoni energije automobili vozovi sistemikretanja
Poluaktivni hidrauliki priguivai, A t ti i i
Integrirani elektriki servo pogoni, I t i i
DC motori bez etkica, Integrirani AC
t i
Integrirani vieosni mehaniki alati,
ABS koioni sistemi, Elektro-hid lik
Borbeni vozovi, Na magnetskoj levitaciji temeljeni
( )
Industrijski roboti, Mobilni roboti, j k liki b ti
sistemi
Hard diskovi, Medicinski instrumenti, KAutomatizirani
zupanici, Magnetski namoti.
Integrirani hidrauliki servo pogoni, Integrirani pneumatski servo pogoni
motori,Mehatroniki motori sa unutarnjim sagorijevanjem.
Integrirane hidraulike pumpe.
hidraulike konice (EHB), Aktivna suspenzija, Aktivno frontalno slijeenje
vozovi (MAGLEV),Aktivni boogie.
ovjekoliki roboti, Vietjelesni roboti, Teleroboti, Mikro i nano roboti
Kamere, Automatizirani dijagnostiki sistemi, Klimatizirani sistemi sapogoni,
Roboti (vieosni, mobilni).
slijeenje, Elektrika i hibridna vozila.
roboti, Letjelice, Autonomna vozila, Mikro i telehirurki
sistemi sa inteligentnim upravljanjem,...
telehirurki sistemi.
-
1.4. Funkcije mehatronikih sistema
Distribucija mehanikih i elektronikih funkcija21/50
Decentralizirani elektriki pogoni sa mikroraunarskim upravljanjem (vieosni sistemi,
21/50
automatski zupanici, itd.).Elastine (lagane) konstrukcije: priguenje sa
l kt ik t ( i ihelektronikom povratnom vezom (pogon niza povezanih vozila, elastini roboti, svemirske konstrukcije, itd.).Ukupno linearno ponaanje nelinearnih mehanizamaUkupno linearno ponaanje nelinearnih mehanizama pomou odgovarajue povratne veze (hidrauliki i pneumatski aktuatori, ventili, itd.).p , , )Adaptacije operatora kroz programibilne karakteristike (pedala gasa, manipulatori, itd.).
-
Funkcije mehatronikih sistema
Operacijska svojstva proces prilagoavanja ponaanja pomou sistema upravljanja sa 22/50ponaanja pomou sistema upravljanja sa povratnom vezom
22/50
Poveanje mehanike preciznosti uvoenjem povratne veze.Adaptivna kompenzacija trenja.Modelsko i adaptivno upravljanje: omoguuje irok opseg operacija (upravljanje protokom, silom i brzinom, motori, vozila, letjelice, itd.).Vi k lj k f b bli k tiVisoke upravljake performanse zbog bliskosti postavne (referentne) veliine sa ogranienjima (motori, turbine, strojevi za proizvodnju papira, itd.).(motori, turbine, strojevi za proizvodnju papira, itd.).
-
Funkcije mehatronikih sistema
Nove funkcije ove funkcije ne bi bile mogue bez ugradivih (embedded) raunara 23/50bez ugradivih (embedded) raunara
Upravljanje nemjerljivim varijablama (klizanje k t t j j ili t t t i
23/50
kotaa, unutarnje naprezanje ili temperatura, parametri priguenja, ugao i brzina proklizavanja vozila, itd.).Napredna supervizija i dijagnostika kvaraNapredna supervizija i dijagnostika kvara.Na kvarove tolerantni sistemi sa hardverskom i analitikom redudancijomanalitikom redudancijom.Funkcije pruanja daljinskih usluga za potrebe nadzora, odravanja, popravka, itd.nadzora, odravanja, popravka, itd.Fleksibilna adaptacija za mijenjanje graninih uvjeta.Programibilne funkcije omoguuju promjene tokomProgramibilne funkcije omoguuju promjene tokom dizajna, te nakon prodaje proizvoda.
-
1.5. Integracijske formeSa poboljanjem minijaturizacije, poveanjem robusnosti i raunarske moi mikroelektronikih komponenti postavljaju
i htj i l d i t ij kih f i 24/50se novi zahtjevi u pogledu integracijskih formi.Takoer uvoenje beinog prijenosa signala uvodi nove mogunosti u mehatronike sisteme.
24/50
gIntegracija unutar mehatronikog sistema se obavlja na dva naina: integracija komponenti i integracija i f ij k i jinformacijskog procesiranja.Integracija komponenti (hardverska integracija) rezultira hardverskim dizajniranjem cjelokupnog mehatronikoghardverskim dizajniranjem cjelokupnog mehatronikog sistema i ugradnjom senzora, aktuatora i mikroraunara u mehaniki proces.P t i t ij j d i iProstorna integracija je odreena procesom, senzorima i aktuatorima.Integracijom mikroraunara i senzora dobivaju seIntegracijom mikroraunara i senzora dobivaju se inteligentni (smart) senzori, a integracijom mikroraunara i aktuatora inteligentni (smart) aktuatori.
-
Integracijske formeIntegracija koritenjem informacijskog procesiranja (softverska integracija) se temelji na naprednim
lj ki f k ij 25/50upravljakim funkcijama.Osim standardnog direktnog upravljanja i upravljanja u povratnoj vezi (nia razina obrade signala) dodatna obrada
25/50
povratnoj vezi (nia razina obrade signala), dodatna obrada signala se zahtijeva u procesima temeljenim na znanju i on-line (real-time) procesiranju informacija (vie razine obrade signala).On-line obrada podataka ukljuuje rjeavanje problema tipa nadzora sa dijagnosticiranjem kvarova optimizacije inadzora sa dijagnosticiranjem kvarova, optimizacije i rukovanja procesom.Procesi svojstveni bazi znanja su: napredna obradaProcesi svojstveni bazi znanja su: napredna obrada informacija, metode dizajniranja, matematiki modeli procesa i kriteriji performansi.Na temelju ovih procesa omoguuje se ukorporiranje znanja u elektronike i mehanike komponente koritenjem softvera.
-
Integracijske forme
Baza znanja
Integracija na temelju obrade informacija
26/50IdentifikacijaEstimatori (obzerveri) stanja
Kriteriji kakvoe (performansi)
j 26/50
Matematiki modeli procesa
Metode sinteze (dizajna):-upravljanja-supervizije-optimizacija
On-line obrada informacija
p optimizacija
Direktno i upravljanje u zatvorenoj petlji
NadzorDijagnostika
AdaptacijaOptimizacija
j
Integracija komponentiMikroraunar Aktuator Proces Senzori
g j p
-
1.6. Dizajn mehatronikih sistema
Dizajn mehatronikih sistema zahtijeva sistemski razvoj i koritenje modernih softverskih dizajnerskih 27/50razvoj i koritenje modernih softverskih dizajnerskih alata.Mehatroniki dizajn predstavlja iterativnu proceduru.
27/50
j p j pV shema razvoja mehatronikih sistema se koristi za dizajn, integraciju, validaciju, testiranje i evoluciju mehatronikih sistema.Dizajn sistema ukljuuje distribuciju zadataka izmeu mehanikih, hidraulikih, pneumatskih, elektrikih i elektronikih komponenti, vrste i razmjetaj senzora i aktuatora elektronike i softverske arhitekture dizajnaktuatora, elektronike i softverske arhitekture, dizajn upravljakog inenjeringa i kreiranje sinegracije.Modeliranje i simulacije igraju vanu ulogu u realizacijiModeliranje i simulacije igraju vanu ulogu u realizaciji razliitih vrsta prototipova.
-
Dizajn mehatronikih sistemaU ovom stadiju razvoja takoer je vaan i segment simulacija softvera u otvorenoj petlji, odnosno simulacija
28/50komponenti i upravljakih algoritama na odgovarajuem raunaru.Dizajn komponenti koristi razliite CASE alate kao to su
28/50
Dizajn komponenti koristi razliite CASE alate, kao to su CAD/CAE za mehaniku, CFD za fluide, VHDL za dizajn mikroelektronikih komponenti, CADCS alati za sintezu automatskog upravljanja, itd.Nakon dizajna komponenti izrauju se prototipovi u l b t ij ki j tilaboratorijskim uvjetima.Integracija sistema zapoinje sa kombiniranjem razliitih komponentikomponenti.Zbog razliitog razvojnog statusa komponeti tokom simulacijskog dizajna, minimizacije iterativnih razvojnih ciklusa i predvienog vremenskog trajanja razvoja sistema, potrebno je koristiti razliite real-time simulacije.
-
Dizajn mehatronikih sistemaJedna od vrsta real-time simulacija je RCP, brzi razvoj upravljakog prototipa (Rapid Control Prototyping) u kome
l i i j d i l ij ki lj j 29/50realni proces operira zajedno sa simulacijskim upravljanjemsa visokobrzinskim hardverom i softverom.Druga vrsta vrsta real-time simulacije je HIL hardver u
29/50
Druga vrsta vrsta real time simulacije je HIL, hardver u simulacijskoj petlji (Hardware in the Loop simulation), gdje se real-time simulacijski proces pokree zajedno sa realnim ECU (Electronic Control Unit) hardverom Ovo predstavljaECU (Electronic Control Unit) hardverom. Ovo predstavlja zahtjevan zadatak jer proces real-time simulacije mora biti jako precizan i izlazi senzora se moraju izvesti sa specijalnim sueljskim krugovima.Integracija sistema obuhvaa prostornu integraciju hardverskih komponenti ugradnjom senzora aktuatorahardverskih komponenti, ugradnjom senzora, aktuatora, kablova i sabirnica, u mehaniki sistem i kreiranje sinergijskih efekata i funkcionalne integracije koritenjem softvera sa algoritmima za upravljanje, nadzor, dijagnosticiranje kvarova, tolerantnost na kvarove i HMI operacije.
-
Dizajn mehatronikih sistema
Zahtjevi - globalne funkcije - procijenjene vrijednosti
trokovi
Proizvodnja - simultano planiranje - tehnologije - montaa i kontrola kvalitete
Stupanj razvoja
30/50- trokovi
Specifikacije - ispunjenje zahtjeva - izvori, ogranienja - pouzdanost, sigurnost
Testiranje polja- finalni proizvod - normalna upotreba - statistika i certifikacija
- montaa i kontrola kvaliteteValidacija
Verifikacija
30/50
D
pouzdanost, sigurnost
Dizajn sistema - dekompozicija sistema - moduli - mehanika vs. elektronika
i ij
Testiranje sistema - testiranje opreme - testiranje ponaanja - pouzdanost, sigurnost D
izajn sistem
- sinergacija
Modeliranje i simulacija - modeli komponenti - analiza ponaanja - zahtjevi za dizajn komponenti
Integracija sistema (softver) - analiza signala - filtriranje - podeavanje algoritama
stem
a
ma a tje a d aj o po e t
Dizajn komponenti (specifina domena) mehanika elektronika automatsko upravljanje HM suelje
Integracija sistema (hardver) - ugradnja (sklapanje) - meusobno usklaivanje - optimizacija - sinergacija nt
egra
cija
sis
Prototipovi- laboratorijska rjeenja - modifikacija ranijih proizvoda - kompjuterski/algoritamski prototipovi
Testiranje/podeavanje komponenti- hardver u simulacijskoj petlji - analiza stresa
g j
In
V shema razvojaMehatronike komponente - mehanika - softversko upravljanje - elektronika - HM suelje
-
1.7. Upravljanje mehatronikim sistemimaPrimjena algoritama upravljanja sa direktnom granom i granom povratne veze ovisi o pojedinanim svojstvima
31/50elektrikih, mehanikih, hidraulikih, pneumatskih i toplotnih sistema.Svi se oni mogu predoiti na znanju temeljenoj
31/50
Svi se oni mogu predoiti na znanju temeljenoj vierazinskoj upravljakoj strukturi.Ova upravljaka struktura se sastoji od:Ova upravljaka struktura se sastoji od:
Baze znanja,Vierazinskog sistema upravljanja sa povratnim vezama.g p j j p
Baza znanja obuhvaa: matematike modele procesa, algoritme identifikacije i estimacije parametara, metode sinteze regulatora i kriterija upravljakih performansi.Sistem upravljanja se sastoji od regulatora niske i visoke razine modula generiranje referentne vrijednosti irazine, modula generiranje referentne vrijednosti i adaptacije parametara regulatora.
-
Upravljanje mehatronikim sistemima
m
Baza znanja
32/50Kriterij
performansi
Adaptacijaregulatora
nom
vez
o 32/50
Sintezaregulatora
Generator ref. vrijednost
a po
vrat
n
Estimacijaparametara
Visokorazinskiregulator
avlja
nja
say2w2
Matematikimodeli
Niskorazinskiregulator
stem
upr
a
y1w1
Runo
Sis
y
u,y
Runoupravljanje Aktuatori Proces Senzori
-
Upravljanje mehatronikim sistemimaSinteza mehatronikog sistema upravljanja je limitiranja raunarskom moi, real-time zahtjevima, nelinearnou procesa ogranienom brzinom i radnim opsegom aktuatora 33/50procesa, ogranienom brzinom i radnim opsegom aktuatora, robusnou, transparentnou rjeenja, odravanjem, itd.Najvanija svojstvo mehatronikog sistema je istovremeni
33/50
j j j g j(paralelni) dizajn mehatronikog procesa i upravljanja.Ovo znai da statiko i dinamiko ponaanje procesa, tip i
i ij kt t i i t di j i jpozicija aktuatora i senzora u sistemu, se dizajniraju na odgovarajui nain rezultirajui u CDF (Control Dynamic Friendly) ukupnom ponaanju.y) p p jCilj niske razine upravljanja je omoguiti sigurno dinamiko ponaanje sa kompenzacijom nelinearnosti tipa trenja,
j j j tlji ti t i t bili ij i tihsmanjenjem osjetljivosti parametara i stabilizacijom istih.Tipini primjeri zadataka na ovoj razini su: priguenje visokofrekvencijskih oscilacija kompenzacija nelinearnihvisokofrekvencijskih oscilacija, kompenzacija nelinearnih statikih karakteristika, kompenzacija utjecaja trenja, stabilizacija, prekidno upravljanje aktuatorom, itd.
-
Upravljanje mehatronikim sistemimaZadatak regulatora vie razine je proizvesti dobro ukupno dinamiko ponaanje s obzirom na promjene
f t i ij i k i j dj l j j kih 34/50referentne pozicije i kompenziranje djelovanja vanjskih poremeaja, npr. promjena mase tereta.Visokorazinski regulator se moe realizirati kao
34/50
Visokorazinski regulator se moe realizirati kao parametarski optimizirani PID regulator, modelski zasnovan regulator ili regulator u prostoru stanja sa ili bez obzervera stanja.Tipini zadaci visokorazinskog regulatora ukljuuju:
d i j / j t t lj j j ipredvianje/praenje parametara na temelju mjerenja i parametarsku sinteza adaptivnih sistema upravljanja.Vano je napomenuti da mehatroniki sistemi koristeVano je napomenuti da mehatroniki sistemi koriste iroku paletu regulatora, poevi od jednostavnih proporcionalnih do inteligentnih adaptivnih regulatora.Vane komponente sistema upravljanja su i nadzor i detekcija kvarova.
-
1.8. Mehatroniki automobilski sistemi
Mehatroniki automobili
35/50
Mehatroniki ij i
Mehatronika Mehatronike MehatronikiMehatroniki
i i
35/50
prijenosnimehanizmi
suspenzija Mehatronike
konice Mehatroniki
vozovi ispusni ureaji
Elektronika regulacija brzine,
Automatizirani hidrauliki
Poluaktivni ublaiva udara
Hidrauliki ABS koioni sistem,
Borbeni vozovi,Na magnetskojregulacija brzine,
Mehatroniko ubrizgavanje goriva, Mehatroniki
til ki
hidrauliki mijenja, Automatizirano mehaniko pomjeranje
j j
ublaiva udara,Aktivna hidraulika suspenzija (ABC),Aktivna
k
koioni sistem,Elektroniki program stabilnosti (ESP), Elektro-hid lik
Na magnetskoj levitaciji temeljeni vozovi (MAGLEV),Aktivni boogie.
ventilski prijenosnici snage, Turbo punja promjenjive
mjenjaa,Kontinuirano promjenjiva transmisija (CVT),Automatsko
pneumatska suspenzija, Dinamiko upravljanje vonjom (DDC) ili
hidraulike konice (EHB), Elektromehanike konice (EMB), Elektrike konicep j j
geometrije (VGT), Preiavanje ispusnih gasova, Upravljanje emisijom
Automatsko upravljanje vuom (ATC), Automatizirano upravljanje b i i
vonjom (DDC) ili upravljanje kotrljanjem, itd.
Elektrike konice za parkiranje, itd.
emisijom isparavanja, Elektrike pumpe,itd.
brzinom i odstojanjem (ACC),itd.
-
Mehatroniki automobilski sistemi
Prvi mehatroniki proizvod u automobilskoj industriji bio je ABS (Antilock-Brakeing System) koioni sistem (1979. 36/50j ( g y ) (godina).Nakon toga slijede:
36/50
ATC, ASR (Automatic Traction Control) 1986. godine.ABC (Active Body Control) 1999. godine.AFS (A ti F t St i ) 2003 diAFS (Active Front Steering) 2003. godine.DDC (Active Anti Roll Bars) 2003. godine, itd.
Od posebne vanosti su i mehatroniki sistemiOd posebne vanosti su i mehatroniki sistemi ubrizgavanja goriva:
za dizel motore 1997. godine,za dizel motore 1997. godine,za benzinske motore 2000 godine.
20-25% ukupne cijene suvremenih automobila otpada p j pna mehatronike komponente (elektrike i elektronike).
-
Mehatroniki automobilski sistemi
Automobili visoke klase sadre: 2 5 km labela 37/502.5 km labela,40 senzora,100 150 l kt t
37/50
100-150 elektromotora,4 sabirnika (mrena) sistema sa 2500 signala,45-75 mikroelektronikih upravljakih jedinica (mikroprocesori, mikrokontroleri, itd.).
T d ij j d h t ik k t 2010 diTendencija je da mehatronike komponente 2010. godine sudjeluju u 30-35 % ukupne cijene automobila.Ostale vane funkcije automatskog upravljanja uOstale vane funkcije automatskog upravljanja u automobilskoj industriji su: mehatronika suspenzija, mehatroniki koioni sistemi, mehatroniki sistemi ,upravljanja volanom, itd.
-
Mehatroniki automobilski sistemi
Automobilski sistemi tehnologija dananjice38/50
Automatsko slijeenje vozila, Zabava u automobilu,
38/50
Upravljanje (pogonjenje) preko ice, Druga generacija ABS-a,
XM satelitski radio, Displeji u visini glave,
Telematika (OnStar), Nona vizija,
Softversko upravljanje prijenosom, Senzor detekcije sudaraSoftversko upravljanje prijenosom, Senzor detekcije sudara vonjom unatrag
Softversko upravljanje vozilom, Navigacija,p j j , g j ,
Na kiu osjetljivi brisai, Kontrola pritiska u gumama.g
-
Mehatroniki automobilski sistemiAutomobilski sistemi tehnologija dananjice
39/50
Monitoringd
redundantesECU
39/50
BordnetzECU
undDiagnose
B
Bordnetz 12V und 48V
ECUECU
c
Bettigungs-einheit BreECU
4ECU
ECU
einheit
8 vorova CAN mree- 8 vorova CAN mree,- 4 elektromehanie konice,- 2 redundantne upravljake jedinice vozila,
pedal simulator zrani jastuci- pedal simulator, zrani jastuci,- na kvarove tolerantna 2-naponska izvora na ploi,- dijagnostiki sistem, ABS koioni sistem, ...
-
Mehatroniki automobilski sistemi Upravljanje otvaranjem ventila za dovod goriva preko
ice.H /Wi (G l M t ) 40/50Hy/Wire (General Motors)- skateboard koncept,- gorivna elija 94 kW,
integrirano distribuirano upravljanje
40/50
- integrirano distribuirano upravljanje,- masa: 2 tone,
UpravljakajedinicaServo motor
ventila za dovod goriva
Senzor ubrzanja
-
Mehatroniki automobilski sistemi
Automobilski sistem upravljan preko ica41/5041/50
Drive-by-wire zamjenjuje tradicionalne mehanike veze sa elektronikimveze sa elektronikim kontrolerima, aktuatorima i senzorima.
Kljuni elementi u ovom ju e e e t u o osistemu su inteligentni (smart), samotestirajui senzori i aktuatori.
-
Mehatroniki automobilski sistemi
Pet glavnih tehnologija u automobilskoj industriji u sljedeih 5 10 godina: 42/50industriji u sljedeih 5-10 godina:
1 Hibridna elija benzin/druga vrsta goriva
42/50
1. Hibridna elija benzin/druga vrsta goriva .2. Mehanika povezanost sa Drive-by-wire
sistemomsistemom.3. Vlastiti elektriki/hardverski/softverski sistem
za standardizaciju arhitekturaza standardizaciju arhitektura .4. Usvajanje i implementacija IT standarda u
automobilskoj tehnologiji (XML Web servisiautomobilskoj tehnologiji (XML, Web servisi, itd.).
5 Stalna konekcija a tomobila sa Internetom5. Stalna konekcija automobila sa Internetom.
-
1.9. Mehatroniki robotski sistemi
Primjena u robotici43/50
Telemedicina/telehirurgija,
Mikrohirurgija,
43/50
Mikrohirurgija,
ovjekoliki roboti (humanoids),
A t ti i i d jAutomatizirana proizvodnja,
Bespilotne letjelice i vozila (unmanned vehicles),
Svemirska istraivanja.
-
Mehatroniki robotski sistemi
Primjena u robotici44/5044/50
Robotski manipulatori (industrijski roboti)p ( j )
-
Mehatroniki robotski sistemi
Primjena u robotici45/5045/50
Roboti s kotaima Hodajui roboti
-
Mehatroniki robotski sistemiPrimjena u robotici
46/5046/50
Bespilotno vozilo
ovjekoliki robotPodvodna ronilica (robot)
-
Mehatroniki robotski sistemi
Primjena u robotici47/5047/50
Automatizirani proizvodni proces Telehirurgija/mikrohirurgija
-
Mehatroniki robotski sistemi
Primjena u robotici48/5048/50
Svemirska istraivanja Letjelice
-
Mehatroniki robotski sistemi
49/5049/50
Svemirska istraivanjaSvemirska istraivanja
-
1.10. Budui pravci razvoja mehatronike
Biomehatronika50/50
Mikromehatronika
Optomehatronika
50/50
Optomehatronika
Medicinska mehatronika
Vojna mehatronika
Inteligentna mehatronika
top related