Mechatronik

Die Mechatronik ist die Wissenschaft der intelligenten Verknüpfung von Lösungselementen der Fachgebiete Maschinenbau, Elektrotechnik/Elektronik und Informatik. Das Ziel der Mechatronik ist die vorgegebene Funktionalität eines Systems synergetisch unter Berücksichtigung von einschränkenden Randbedingungen möglichst optimal zu erreichen. Die Beispiele mechatronischer Systeme sind zahlreich: Fahrerassistenzsysteme im Kraftfahrzeug, Einrichtungen des aktiven Schwingungsschutzes, sensorgeführte Roboter, moderne Werkzeugmaschinen, mikromechanische Geräte der Medizintechnik und viele mehr.



Dieses Lehrbuch und Nachschlagewerk beschreibt die Methoden zur Analyse mechatronischer Systeme und der verschiedenen Komponenten zu ihrer Synthese. Die Darstellung enthält Beiträge zur Sensorik und Aktorik, zur Signal- und Prozessdatenverarbeitung sowie zur Modellierung und Regelung mechatronischer Systeme.



Das Buch richtet sich an Studierende des Maschinenbaus, der Elektrotechnik bzw. Elektronik, der Informatik und der Mechatronik an Technischen Universitäten und Hochschulen. Darüber hinaus dient es als Nachschlagewerk für den Ingenieur in der Praxis.



Die 4. Auflage wurde weitreichend überarbeitet und um Beiträge zur Robotik, zu Automotive-Anwendungen, zur Mikrosensorik, zur videobasierten Regelung sowie zur Analyse und Synthese mechatronischer Systeme einschließlich der Behandlung von Implementierungsaspekten erweitert.



Mechatronik ist die Wissenschaft der intelligenten Verknüpfung von Lösungselementen der Fachgebiete Maschinenbau, Elektrotechnik/Elektronik und Informatik, mit dem Ziel die vorgegebene Funktionalität eines Systems unter Berücksichtigung von einschränkenden Randbedingungen möglichst optimal zu erreichen. Beispiele mechatronischer Systeme sind Fahrerassistenzsysteme im Kraftfahrzeug, Einrichtungen des aktiven Schwingungsschutzes, sensorgeführte Roboter, moderne Werkzeugmaschinen, mikromechanische Geräte der Medizintechnik u.v.m.

Dieses Lehrbuch beschreibt Methoden zur Analyse mechatronischer Systeme, wobei die einheitliche Beschreibung der Methoden zur Analyse mechatronischer Systeme und der verschiedenen zu ihrer Synthese verwendeten Komponenten im Vordergrund steht. Inhaltliche Schwerpunkte sind Sensoren und Aktoren, die Signal- und Prozessdatenverarbeitung und auch die Modellierung und Regelung mechatronischer Systeme. Es richtet sich an Studierenden des Maschinenbaus, der Elektrotechnik bzw. Elektronik, der Informatik und der Mechatronik an Technischen Universitäten und Fachhochschulen.

Die 4. Auflage wurde weitreichend überarbeitet und beispielsweise zur Medizintechnik, zur Mikroaktorik und –sensorik, zu Visual Servoing sowie zur Analyse und Synthese mechatronischer Systeme erweitert. Dazu kommen neu aufgenommene Fallstudien und Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Bereichen der Mechatronik.



1. Grundbegriffe, Entwurf und entwicklungsmethodik

2. Aktoren

3. Sensoren

4. Signalverarbeitung

5. Prozessdatenverarbeitung, Echtzeit, Scheduling, Kooperative, preemptive Systeme, Filter- und Reglerstrukturen

6. Modellbildung von Mehrkörpersystemen

7. Regelung mechatronischer Systeme

8. Ausgewählte Beispiele für mechatronische Systeme

9. Mathematische Grundlagen