Mechatronic Systems Design: Methods, Models, Concepts

در این کتاب درسی، روش های اساسی برای طراحی مبتنی بر مدل سیستم های مکاترونیک به صورت سیستماتیک و جامع ارائه شده است. چارچوب روش ارائه شده در اینجا شامل روش‌های خنثی دامنه برای مدل‌سازی و تحلیل عملکرد است: مدل‌سازی چند دامنه (بر اساس انرژی/پورت/سیگنال)، شبیه‌سازی (ODE/DAE/سیستم‌های ترکیبی)، روش‌های کنترل قوی، تحلیل دینامیکی تصادفی، و کمی. ارزیابی طرح ها با استفاده از بودجه سیستم چارچوب مدل از مدل‌های دینامیکی تحلیلی برای حوزه‌های فیزیکی و فنی مهم تحقق عملکردهای مکاترونیک، مانند دینامیک چند جسمی، پردازش اطلاعات دیجیتال و مبدل‌های الکترومکانیکی تشکیل شده است. بر اساس مفهوم مدل‌سازی یک مبدل مکاترونیک عمومی مستقل از فناوری، فرمول‌های بتن برای مبدل‌های الکترواستاتیک، پیزوالکتریک، الکترومغناطیسی و الکترودینامیکی ارائه شده‌اند. بیش از 50 نمونه طراحی کاملاً کار شده به وضوح این روش ها و مفاهیم را نشان می دهد و امکان مطالعه مستقل مواد را فراهم می کند.

In this textbook, fundamental methods for model-based design of mechatronic systems are presented in a systematic, comprehensive form. The method framework presented here comprises domain-neutral methods for modeling and performance analysis: multi-domain modeling (energy/port/signal-based), simulation (ODE/DAE/hybrid systems), robust control methods, stochastic dynamic analysis, and quantitative evaluation of designs using system budgets. The model framework is composed of analytical dynamic models for important physical and technical domains of realization of mechatronic functions, such as multibody dynamics, digital information processing and electromechanical transducers. Building on the modeling concept of a technology-independent generic mechatronic transducer, concrete formulations for electrostatic, piezoelectric, electromagnetic, and electrodynamic transducers are presented. More than 50 fully worked out design examples clearly illustrate these methods and concepts and enable independent study of the material.