Bausteine mechatronischer Systeme

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1 William Bolton Bausteine mechatronischer Systeme 3. Auflage PEARSON Studium ein Imprint von Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam

2 Kapitel Kapitel Kapitel Vorwort Überblick Leser Ziele Aufbau des Buches Begleitendes Online-Material Danksagungen Mechatronik Mechatronik - was ist das? Systeme Messsysteme Steuerungs- und Regelungssysteme Mikroprozessorgesteuerte Regler Systemantworten Der mechatronische Ansatz Sensoren und Messumformer Sensoren und Messumformer Leistungsterminologie Weg, Lage und Näherung Geschwindigkeit und Bewegung Kraft Flüssigkeitsdruck Flüssigkeitsdurchfluss Flüssigkeitspegel Temperatur Lichtsensoren Auswahl von Sensoren Dateneingabe über Schalter Siqnaiaufbereitung Signalaufbereitung Operationsverstärker Schutz Filterung Wheatstonebrücke Digitale Signale "

3 3.7 Multiplexer Datenerfassung Digitale Signalverarbeitung Impulsmodulation 133 Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel Systeme zur Darstellung von Daten Melder und Schreiber Elemente zur Darstellung von Daten Magnetische Aufzeichnung Anzeigen Datenerfassungssysteme Messsysteme Erprobung und Kalibrierung Pneumatische und hydraulische Antriebssysteme Antriebssysteme Pneumatische und hydraulische Systeme Wegeventile Druckventile Zylinder Prozessregelventile Betätigungsmotoren Mechanische Antriebssysteme Mechanische Systeme Bewegungsarten Kinematische Ketten Nocken Räderwerke Sperrzahnrad mit Sperrklinke Riemen- und Kettenantriebe Lager Mechanische Aspekte bei der Motorenauswahl Elektrische Antriebssysteme Elektrische Systeme Mechanische Schalter Halbleiterschalter Magnetantriebe Gleichstrommotoren Wechselstrommotoren Schrittmotor

4 M Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel Grundlegende Systemmodelle Mathematische Modelle Bausteine für mechanische Systeme Bausteine für elektrische Systeme Bausteine für hydrodynamische Systeme Bausteine für thermische Systeme Systemmodelle Technische Systeme Dreh-/Parallelsysteme Elektromechanische Systeme Hydraulisch-mechanische Systeme Übergangsverhalten von Systemen Modellierung dynamischer Systeme Systeme erster Ordnung Systeme zweiter Ordnung Leistungsmessungen für Systeme zweiter Ordnung Systemidentifikation Übertragungsfunktionen von Systemen Die Übertragungsfunktion Systeme erster Ordnung Systeme zweiter Ordnung Systeme in Reihe Systeme mit Rückführschleifen Wirkung der Pole auf das Einschwingverhalten MATLAB und SIMULINK Frequenzgang Sinusförmiges Eingangssignal Zeiger Frequenzgang eines Systems erster Ordnung Bodediagramme Leistungskenngrößen Stabilität Regler Stetige und unstetige Prozesse Regelungsarten Zweipunktregelung Proportionalregelung

5 Kapitel Kapitel Kapitel Kapitel Differenzialregelung Integralregelung PID-Regler Digitale Regler Leistung von Regelungssystemen Regleroptimierung Geschwindigkeitsregelung Adaptive Regelung Digitallogik Digitallogik Zahlensysteme Logikgatter Boolesche Algebra Karnaugh-Tafeln Anwendungsbeispiele für Logikgatter Sequenzielle Logik Mikroprozessoren Steuerung Mikroprozessorsysteme MikroController Anwendungen Programmieren Assembler Sprachen Befehlssätze Programme in Assembler Unterprogramme Nachschlagetabellen Die Programmiersprache C Warum C? Programmstruktur Verzweigungen und Schleifen Felder Adresszeiger Programmentwicklung Programmbeispiele

6 Kapitel ; Kapitel \ Kapitel 20 ; 20.1 I 20.2 j i Eingabe-/Ausgabesysteme Verknüpfung Eingabe-/Ausgabeadressierung Schnittstellenanforderungen Periphere Schnittstellenadapter Serielle Kommunikationsschnittstelle Verknüpfungsbeispiele Speicherprogrammierbare Steuerungen Speicherprogrammierbare Steuerungen Grundstruktur Eingabe-/Ausgabeverarbeitung Programmieren Mnemonische Codes Timer, Merker und Zähler Schieberegister Master- und Sprungsteuerungen Datenverarbeitung Analoge Ein-/Ausgangsgrößen Auswahl einer SPS Kommunikationssysteme Digitale Kommunikation Zentrale, hierarchische und dezentrale Steuerung Netzwerke Protokolle Kommunikationsmodell für die Kommunikation offener Systeme Kommunikationsschnittstellen \ Kapitel l h 21.4»' I: Kapitel 22 \ 22.1 K Fehlersuche Fehlererkennungsverfahren Watchdog Timer Paritäts- und Fehlerkennungsprüfungen Häufige Hardwarefehler Mikroprozessorsysteme Emulation und Simulation SPS-Systeme Mechatronische Systeme Traditionelle und mechatronische Konzepte Mögliche mechatronische Entwicklungslösungen Fallstudien mechatronischer Systeme

7 Anhang A Anhang B Anhang C Anhang D Die Laplace-Transformation A.1 Die Laplace-Transformation A.2 Einheitssprungfunktionen und Impulse A.3 Standardmäßige Laplace-Transformationen A.4 Die Rücktransformation Logikgatter Befehlssätze Bibliotheksfunktionen in C Lösungen Literaturverzeichnis Sachregister