MAS - ​Mechatronische AktorSysteme

Modulbeschreibung

Dieser Kurs vermittelt den Studierenden ein grundlegendes Verständnis der in mechatronischen Systemen und Aktoren üblichen Aktortechnologien, nämlich elektrostatische, elektromagnetische sowie hydraulische und pneumatische. Zunächst wird ein verallgemeinerter Modellierungsrahmen vorgestellt, um technische Systeme in verschiedenen physikalischen Bereichen (z. B. mechanisch, elektrisch, magnetisch, fluidisch) zu beschreiben. Zu diesem Zweck wird eine portbasierte Modellierungsperspektive eingeführt, die das Konzept der Energie nutzt, um die physikalische Verbindung zwischen verschiedenen Teilsystemen auf universelle und kohärente Weise zu modellieren. Auf der Grundlage des abgeleiteten Rahmens werden grundlegende mathematische Modelle für verschiedene Arten von elektrostatischen, elektromagnetischen und fluidischen Antriebssystemen abgeleitet. Parallel zur Modellentwicklung werden technologische Aspekte jeder Klasse von Aktoren diskutiert und die gängigsten physikalischen Komponenten und Anwendungen vorgestellt. Die theoretischen Vorlesungen werden von Tutorien begleitet, in denen die Studierenden lernen, wie sie die untersuchten Modelle in Matlab/Simulink implementieren und simulieren können. Am Ende des Kurses werden die Studierenden in der Lage sein, die Funktionsprinzipien der gängigsten Aktortechnologien zu verstehen, die für eine bestimmte Anwendung am besten geeignete auszuwählen und komplexe mechatronische Systeme zu simulieren, die aus der Zusammenschaltung mehrerer Komponenten bestehen.

Inhalt

• Einführung in mechatronische Systeme und Aktoren
• Energiebasierter Modellierungsrahmen für vernetzte multiphysikalische Systeme
• Entwicklung von Multi-Ports in verschiedenen physikalischen Domänen
• Darstellung und Simulation von portbasierten Modellen für mehrphysikalische Systeme
• Elektrostatische Aktoren: Komponenten und Modellierung
• Elektromagnetische Aktoren: Komponenten und Modellierung
• Hydraulische Aktoren: Komponenten und Modellierung
• Pneumatische Aktoren: Komponenten und Modellierung