Bevezetés a mechatronikába - MEK

A mechatronikai rendszer felépítése
tömbdiagramok (jeláramlás esetén);
bond graphs (energiaáramlás esetén);
4. Folyamatelemek egyenleteinek felállítása:
egyensúlyi egyenletek (tömeg, energia, nyomaték);
alapegyenletek egyes folyamatelemek esetén (forrás, átalakítók);
jelenségleíró egyenletek az irreverzibilis folyamatok esetén (pl.
energiaszórás esetén);
5. Folyamatelemek összekapcsolásának egyenletei:
kontinuitási egyenletek párhuzamos kapcsolás esetén (csomóponti
törvény);
kompatibilitási egyenletek soros kapcsolás esetén (huroktörvény);
6. Folyamatmodell számítása:
ki- és bemenő paraméterek meghatározása;
kimenet/bemenet modellek (differenciálegyenletek, átviteli függvény).
Az elméleti modell valósághűségét több módszerrel lehet ellenőrizni: válaszfrekvencia
mérésekkel, illetve Fourier- vagy spektrumanalízissel. Mivel megtörténhet,
hogy egyes paraméterek ismeretlenek vagy változnak időben, paraméterbecslő
algoritmusokat használhatunk úgy folytonos, mint diszkrét modellek esetén (legfőképpen,
ha ezek lineárisak a paraméterre nézve). A nemlineáris vagy többdimenziós
jellemzők esetén neuronhálós becslőrendszereket használhatunk sikeresen.
A modellalkotás mellett fontos szerepet tölt be a szimulálás. Ennek idejét tekintve
három módszert különíthetünk el:
időhatár nélküli szimulálás;
valós idejű szimulálás;
valós idejűnél gyorsabb szimulálás.
Napjainkban teret hódít a valós idejű szimulálás. Jelentése, hogy egy komponens
szimulációja úgy hajtódik végre, hogy a be- és kimenő jelek olyan mértékben
függnek az időtől, mint a valós összetevő esetén. Az ilyen típusú szimulálás csak
akkor okozhat gondot, amikor a folyamat dinamikája gyorsabb, mint a szimulációhoz
szükséges algoritmus, valamint a számítástechnikai eszköz számítási sebessége.
Ennek ellenére a módszer főleg akkor javallott, ha a modellezéshez szükséges
hardware és a software komponenseket egyidejűleg fejlesztik, így jelentősen
csökkenthető a számítások elvégzéséhez szükséges idő. Ezzel ellentétben a ciklikus
fejlesztés sokkal hosszabb és költségesebb feladat.
53