Mechatronika Mechatronika je zaměřena na úpravu parametrů mechanických systémů tak, aby se zvýšila jejich kvalita (použitelnost), resp. odstranily se některé.

Prezentace na téma: "Mechatronika Mechatronika je zaměřena na úpravu parametrů mechanických systémů tak, aby se zvýšila jejich kvalita (použitelnost), resp. odstranily se některé."— Transkript prezentace:

1 Mechatronika Mechatronika je zaměřena na úpravu parametrů mechanických systémů tak, aby se zvýšila jejich kvalita (použitelnost), resp. odstranily se některé negativní účinky, a to použitím elektronických prostředků odečítání informací o systému a zaváděním podnětů pro úpravu sledované mechanické soustavy a jejích parametrů. Jako sledované informace o mechanickém systému slouží nejčastěji zrychlení některé součásti, případně rychlost, silový účinek ve vazbě součástí, teplota aj. Podobné informace bývají podkladem pro technickou diagnostiku. Technická diagnostika má však podstatně delší časovou konstantu, tj. dobu, po které dochází k odezvě na zjištěné informace (údržba, opravy). Velmi častými negativními účinky v mechanických systémech jsou kmity a chvění až k projevům rezonance (kritické otáčky, nekontrolovatelné rozkmitání). Proto i velmi častým zásahem do soustavy jsou opatření k omezení (tlumení) kmitání. Tato opatření jsou spojena s použitím různých řízených tlumičů. Odezva na zjištěné informace může být vypracována pomocí připraveného software, takže potom vyvolaný účinek odpovídá principům regulace vstupních veličin podle připraveného scénáře.

2 Tlumiče kmitání třecí deformační kapalinné
Obvykle kapalinnový katarakt spojený s plynovou pružinou Olejový tlumič Táhlo (A) s pístem (D) Protlačuje olej (E) skrze otvory (F) mezi vnitřní a vnější prostorou válce Řízen může být průtočný průřez pro protlačování kapaliny z jedné strany pístu na druhou, řízeno může být množství a tlak plynu v plynové pružině. Olejopneumatický tlumič Táhlo (A) prostřednictvím oleje (D) pohybuje membránou (E) a tím stlačuje plyn v komůrce (F) Tlumení pérování vozidel je propracováno do značné dokonalosti – reaguje na různé vnější podněty (zrychlení, četnost nárazů, potřebnou světlou výšku aj.). Elektronické řízení tlumičů je kontinuální, adaptivní přizpůsobování tlumičů v modelech VW Phaeton a Touareg s pneumatickým pérováním. Výpočet optimálního nastavení tlumičů je ovlivňován více parametry zároveň. Elektronické řízení upravuje tlumení v závislosti na rychlosti a stavu vozovky. Z informací čidel zrychlení umístěných na kolech a karoserii vypočítává řídicí jednotka potřebné nastavení tlumení. Charakteristiku tlumičů může dodatečně ovlivnit také řidič. K dispozici je základní nastavení, tvrdší sportovnější verze nebo výrazně komfortní varianta. U modelu Touareg je možné zvolit i automatický režim nastavení tlumičů. Pneumatické pérování s elektronickým řízením tlumičů tak poskytuje více jízdního komfortu, radosti z jízdy a více bezpečnosti, a také zlepšení vlastností na nezpevněném podkladu nebo v terénu. Světlá výška a tlumení se automaticky přizpůsobují všem variantám nákladu, poměrům na silnici a v terénu a poskytují výborné odpružení a vynikající bezpečnost jízdy. Vyrovnávají se pohyby karoserie a případná nestabilita přívěsu.

3 Použití mechatronických systémů
Systémy ovlivňující vlastnosti mechanických soustav na základě jejich sledování a logického řešení jejich chování jsou používány v dopravní technice (brzdění ABS, tlumiče pérování), ve výrobních zařízeních (robotika), v hydraulických mechanismech aj. Řazení převodových stupňů vychází ze zkušenosti se spalovacím motorem v automobilu, ale může být prováděno automaticky – vstupním signálem je zatížení motoru a výstupem úprava převodu např. hydrodynamickým měničem spolupracujícím s kapalinnou spojkou a dalšími mechanickými převody řazenými magnetickými spojkami. Roboty reagují na řadu vnějších podnětů a upravují parametry (např. zpětnovazební úpravy polohy). Uložení velkých rotorů (pomalu- i rychloběžných) v kluzných hydrodynamických nebo hydrostatických ložiskách se upravuje podle situace – vliv buzení a vlastních frekvencí na pohyb rotoru, nebezpečí rezonančních jevů. Úpravy soustavy vycházejí ze změn parametrů – hmota, tuhost, tlumení. Pro skutečné poměry se vypracovává logické schéma, podle kterého je připraven software uskutečňující regulační zásahy. Regulační zásahy vyvolávají reakci v soustavě a tato reakce může způsobit zklidnění soustavy, ale také progresivní reakci opačnou té, která zásah vyvolala. Celý proces může vést ke stabilitě nebo k divergenci – úniku z vhodné pracovní oblasti. Chování regulovaných soustav je oblastí oboru Automatická regulace a předmětem studia jsou jak vlastnosti regulovaných soustav, tak i vlastnosti systému provádějícího regulační zásahy.

4 Mechatronické systémy – charakteristika, návrh, řízení
Časopis Automatizace • ročník 49 • číslo 5 • květen 2006, ročník 49, číslo 5, strana 330 Autor: ing. Karel Kabeš, Ing. Eva Vaculíková Mechatronické systémy – charakteristika, návrh, řízení Stále těsnější integrace hardwarových členů a informačních funkcí vedla ke vzniku integrovaných soustav nazývaných mechatronické systémy. Důležitým úkolem při jejich vývoji je nalézt optimální rovnováhu mezi základní mechanickou strukturou, implementací senzoru a akčních členů, automatickým zpracováním digitálních informací a celkovým řízením. Takto koncipovaný návrh vede k inovovaným řešením se synergickými účinky.