Mechatronik. Komponenten - Methoden - Beispiele. Bearbeitet von Bodo Heimann, Wilfried Gerth, Karl Popp

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1 Mechatronik Komponenten - Methoden - Beispiele Bearbeitet von Bodo Heimann, Wilfried Gerth, Karl Popp 3., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage Buch. 400 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 16,7 x 24,6 cm Gewicht: 758 g Weitere Fachgebiete > Technik > Elektronik > Mikroprozessoren Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Mechatronik Bodo Heimann, Wilfried Gerth, Karl Popp Komponenten - Methoden - Beispiele ISBN Inhaltsverzeichnis Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel

3 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Grundbegriffe Grundbegriffe der Mechatronik Prozessanalyse mechatronischer Systeme Modellbildung und Funktionsbegriff in der Mechatronik Entwurf mechatronischer Systeme Aktoren Aufbau und Wirkungsweise der Aktoren Elektromagnetische Aktoren Grundlagen elektrodynamischer Wandler Bauformen elektrodynamischer Wandler Grundlagen elektromagnetischer Wandler Ausführungsformen und Kenndaten elektromagnetischer Aktoren Fluidische Aktoren Gegenüberstellung von hydraulischen und pneumatischen Aktoren Grundlagen hydraulischer Wandler Ausführungsformen und Kenndaten hydraulischer Aktoren Neuartige Aktoren Übersicht Grundlagen piezoelektrischer Wandler Ausführungsformen und Kenndaten piezoelektrischer Aktoren Vergleich ausgewählteraktoren Sensoren Integrationsgrade und Anforderungen an Sensoren Kenngrößen von Sensoren Begriffe und Definitionen Statisches Verhalten von Messsystemen Wirkprinzipien zur Messung kinematischer und dynamischer Größen Weg- und Winkelmessung Potentiometrische Verfahren Induktive Messverfahren Messverfahren mit Magnetfeldsensoren Kapazitive Messverfahren Messverfahren auf Ultraschallbasis Magnetostriktive Weggeber Absolutwertgeber Inkrementale Messverfahren Geschwindigkeitsmesssysteme Beschleunigungsmesssysteme Piezoelektrische Beschleunigungssensoren Mikromechanische Beschleunigungssensoren

4 10 Inhaltsverzeichnis 3.7 Einachsige Kraft- und Momentmessung Kraft-/Momentaufnehmer mit Dehnungsmessstreifen Optische Verfahren zur Kraftmessung Piezoelektrische Kraft- und Momentsensoren Magnetoelastische Kraftsensoren Kompensationsverfahren zur Kraftmessung Mehrkomponenten-Kraftsensoren Signalverarbeitung Einteilung und Darstellung von Signalen Signalkennwerte und Signalkennfunktionen Einfluss von Zeitfenstern bei der Fourier-Transformation Überlagerung von Signalen Zeitdiskrete Signale Periodische Abtastung eines Zeitsignals Diskrete Fourier-Transformation (DFT und FFT) Schätzung von Signalmodellen (Formfilter) Prozessdatenverarbeitung Begriffsdefinition Echtzeitdatenverarbeitung Grundstrukturen reaktiver Programmierung Programmgesteuerte Abfrage, Polling Zeitinterruptgesteuerte Abfrage Sammelinterruptgesteuerte Abfrage Prioritätsinterruptsystem Multitasking und Multiprocessing Einfaches Multitasking Multiprozessorarchitekturen Das Preemptionproblem Zeit-/Ereignisscheduling Synchronisation von Prozessen Konfliktsituationen bei mehreren Prozessen Semaphore Monitore Bolt-Variable Zählende Semaphore Rendezvous Kanäle Deadlock Bewertung von Echtzeitlösungen Strukturelle Analyse Einfache messtechnische Analyse Messung der Phasenreinheit und mittleren Verzögerung Echtzeitkonforme Sensor-/Aktornetze Modellbildung von Mehrkörpersystemen Kinematik von Mehrkörpersystemen Koordinatensysteme und Koordinatentransformationen Beispiele für Rotationsmatrizen (Drehmatrizen) Homogene Koordinaten und homogene Transformationen

5 Inhaltsverzeichnis Mechanische Ersatzsysteme mit Baumstruktur Denavit-Hartenberg-Notation (DH-Notation) Direkte und inverse Kinematik Differenzielle Kinematik und Jacobi-Matrix Kinetik von Mehrkörpersystemen Grundgleichungen für den starren Körper Newton-Euler-Methode Lagrange sche Methode Trajektorienplanung Kinematische Bahnplanung Beschreibung von Raumkurven Profile fürdiebahngeschwindigkeit Generierung allgemeiner Trajektorien durch Interpolationspolynome Bahnplanung für redundante Systeme Trajektorienplanung und inverse Dynamik Parametrisierung der Bewegungsgleichungen Bemerkungen zur optimalen Trajektorienplanung Regelung mechatronischer Systeme Linearisierung der Bewegungsgleichungen Zustandsraumbeschreibung linearer Systeme Andere Darstellungen linearer zeitinvarianter Systeme Regelungsentwurf für lineare Mehrgrößensysteme Struktur von Mehrgrößensystemen Lineare Mehrgrößenregelungen Regelungsentwurf durch Polzuweisung Polzuweisung für Regelstrecken mit einem Stelleingriff Modale Regelung Optimale lineare Regelung (LQ-Regelung) Beobachterentwurf und Regelung Digitale Regelung (Abtastregelung) Abtastung und Halteglied Zeitdiskrete Systeme im Zeitbereich Zeitdiskrete Systeme im Frequenzbereich Entwurf digitaler Regelungen Ausblick auf weitere Regelungsverfahren Ausgewählte Beispiele für mechatronische Systeme Modellgestützte Regelung eines Industrieroboters Kinematisches Modell Dynamisches Modell Regelung Stabilisierung einer zweibeinigen Laufmaschine Einführende Übersicht Dynamisch stabiles Gehen Bahnplanung Ergebnisse Diskussion

6 12 Inhaltsverzeichnis 9.3 Magnetführung fürwerkzeugmaschinen Modellbildung Freiheitsgrad-Regelung Entkoppelte Kaskadenregelung Messergebnisse Semiaktives Motorlager Modellbildung Regelung Ergebnisse Unterdrückung von Bremsenquietschen durch beschaltete Piezoelemente Shunt damping Bremsenquietschen Bremsenmodell Messungen A Mathematische Grundlagen A.1 Laplace- und Fourier-Transformation A.1.1 Laplace-Transformation A.1.2 Fourier-Transformation A.2 Matrizenrechnung A.2.1 Begriffe und einfache Rechenregeln A.2.2 Eigenwerte, Eigenvektoren A.2.3 Ähnlichkeitstransformation (Hauptachsentransformation) A.2.4 Lineare Gleichungssysteme und Singulärwertzerlegung A.3 Lineare, zeitinvariante dynamische Systeme A.3.1 Fundamentalmatrix und ihre Eigenschaften A.3.2 Modaltransformation A.3.3 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis

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