ВВЕДЕНИЕ

МЕХАТРОННЫЕ МОДУЛИ И МЕХАТРОННЫЕ СИСТЕМЫ

Мехатроника, как относительно новая область науки и техники, еще находится в стадии становления, поэтому ее терминология строго не определена.

Мехатроника включает в себя анализ и проектирование систем, в которых электронные и механические модули тесно связаны с современными средствами управления. При этом все мехатронные узлы стараются объединить воедино без использования лишних интерфейсов между ними. Условное представление такой системы показано на рис. 1.1 [25].

Рис. 1.1. Условное объединение модулей мехатронной системы

В настоящее время под мехатроникой часто понимают системы электропривода с исполнительными механизмами относительно небольшой мощности, имеющие развитую систему управления. В связи с этим термин «мехатроника» используется для того, чтобы выделить этот класс из общепромышленных систем электропривода и подчеркнуть особые требования к нему.

Мехатронные модули и системы находят широкое применение в различных областях: станкостроении и автомобилестроении, авиационно- космической и военной технике, в системах бытового и специального назначения, в шоу-индустрии и т. д. Примерами таких систем являются промышленные и специальные роботы, манипуляторы, накопители и иные подсистемы вычислительной техники, современное медицинское оборудование, фото- и видеотехника. Таким образом, многие современные системы являются мехатронными или используют элементы меха- троники.

Схематично интеграция типовых элементов в современные технические системы показана на рис. 1.2 [25].

Рис. 1.2. Интеграция элементов в современные системы

Наиболее общей формой представления математической модели мехатронной системы или ее отдельных модулей являются уравнения динамики, которые связывают ее координаты состояния, их скорости и ускорения с действующими на систему силами. В качестве подобных координат могут выступать не только линейные и угловые положения звеньев механической части машины, но и объемы рабочей жидкости гидропривода, электрические заряды, протекающие через поперечные сечения проводников, и т. п. При нынешнем уровне развития науки и техники для составления моделей обычно используется аппарат дифференциальных уравнений, на языке которых сформулированы основные законы механики и физики макромира.