Przedmowy
1.Wprowadzenie i pojęcia podstawowe
1.1.Podstawowe pojęcia mechatroniki
1.2.Analiza procesowa systemów mechatronicznych
1.3.Tworzenie modeli i pojęcie funkcji w mechatronice
1.4.Projektowanie systemów mechatronicznych
Literatura
2.Aktory
2.1.Budowa i sposób działania aktorów
2.2.Aktory elektromagnetyczne
2.2.1.Podstawy przetworników elektrodynamicznych
2.2.2.Rodzaje budowy przetworników elektrodynamicznych
2.2.3.Podstawy przetworników elektromagnetycznych
2.2.4.Rodzaje wykonania i parametry aktorów elektromagnetycznych
2.3.Aktory płynowe
2.3.1.Porównanie aktorów hydraulicznych i pneumatycznych
2.3.2.Podstawy przetworników hydraulicznych
2.3.3.Rodzaje wykonania i parametry aktorów hydraulicznych
2.4.Aktory nowego rodzaju
2.4.1.Przegląd
2.4.2.Podstawy przetworników piezoelektrycznych
2.4.3.Rodzaje wykonania i parametry aktorów piezoelektrycznych
2.5.Porównanie wybranych aktorów
Literatura
3.Sensory
3.1.Stopnie integracji i wymagania stawiane sensorom
3.2.Parametry sensorów
3.2.1.Pojęcia i definicje
3.2.2.Statyczne zachowanie się systemów pomiarowych
3.3.Zasady pomiaru wielkości kinematycznych i dynamicznych
3.4.Pomiar drogi i kąta
3.4.1.Metody potencjometryczne
3.4.2.Metody indukcyjne
3.4.3.Metody pomiaru za pomocą sensorów pola magnetycznego
3.4.4.Pojemnościowe metody pomiarowe
3.4.5.Ultradźwiękowe metody pomiarowe
3.4.6.Magnetostrykcyjne czujniki drogi
3.4.7.Nadajniki wartości absolutnej
3.4.8.Inkrementalne metody pomiarowe
3.5.Systemy pomiaru prędkości
3.6.Systemy pomiaru przyspieszenia
3.6.1.Piezoelektryczne sensory przyspieszenia
3.6.2.Mikromechaniczne sensory przyspieszenia
3.7.Jednoosiowy pomiar siły i momentu
3.7.1.Tensometryczne czujniki siły i momentu
3.7.2.Optyczne metody pomiaru siły
3.7.3.Piezoelektryczne sensory siły i momentu
3.7.4.Magnetosprężyste sensory siły
3.7.5.Metody kompensacyjne pomiaru siły
3.8.Wieloskładowe sensory siły
Literatura
4.Sygnały i przetwarzanie sygnałów
4.1.Podział i przedstawienie sygnałów
4.1.1.Parametry i charakterystyki sygnałów
4.1.2.Wpływ okien czasowych przy przekształceniu Fouriera
4.1.3.Nakładanie się sygnałów
4.2.Sygnały nieciągłe w czasie
4.2.1.Dyskretne i szybkie przekształcenie Fouriera (DFT i FFT)
4.2.2.Ocena modeli sygnałów (filtry kształtu)
Literatura
5.Przetwarzanie danych procesowych
5.1.Definicja pojęcia przetwarzania danych w czasie rzeczywistym
5.2.Podstawowe struktury programowania reaktywnego
5.2.1.Odpytywanie sterowane programem
5.2.2.Odpytywanie sterowane przerwaniami czasowymi
5.2.3.Odpytywanie sterowane przerwaniami zbiorczymi
5.2.4.System przerwania priorytetowego
5.3.Wielozadaniowość i wieloprzetwarzanie
5.3.1.Wielozadaniowość prosta
5.3.2.Architektury multiprocesorowe
5.3.3.Problem zawłaszczania
5.4.Szeregowanie czasowe i zdarzeniowe
5.5.Synchronizacja procesów
5.5.1.Sytuacje konfliktowe przy kilku procesach
5.5.2.Semafory
5.5.3.Monitory
5.5.4.Zmienna bolt
5.5.5.Semafory liczące
5.5.6.Rendez-vous
5.5.7.Kanały
5.6.Zakleszczenie
5.7.Ocena rozwiązań czasu rzeczywistego
5.8.Sieci sensorowe/aktorowe odpowiednie dla czasu rzeczywistego
Literatura
6.Tworzenie modeli układów wielociałowych
6.1.Kinematyka układów wielociałowych
6.1.1.Układy współrzędnych i transformacje układów współrzędnych
6.1.2.Przykłady dla macierzy rotacji (macierzy obrotu)
6.1.3.Współrzędne jednorodne i transformacje jednorodne
6.1.4.Mechaniczne układy zastępcze o strukturze drzewiastej
6.1.5.Notacja Denavita-Hartenberga (notacja DH)
6.1.6.Kinematyka prosta i odwrotna
6.1.7.Kinematyka różniczkowa i macierz Jacobiego
6.2.Kinetyka układów wielociałowych
6.2.1.Podstawowe równania dla ciała sztywnego
6.2.2.Metoda Newtona-Eulera
6.2.3.Metoda Lagrange’a
Literatura
7.Planowanie trajektorii
7.1.Kinematyczne planowanie toru
7.1.1.Opis krzywych przestrzennych
7.1.2.Profile dla prędkości w punkcie toru
7.1.3.Generowanie trajektorii ogólnych przez wielomiany interpolacyjne
7.1.4.Planowanie toru dla układów redundantnych
7.2.Planowanie trajektorii i dynamika odwrotna
7.2.1.Parametryzacja równań ruchu
7.2.2.Uwagi do optymalnego planowania trajektorii
Literatura
8.Regulacja systemów mechatronicznych
8.1.Linearyzacja równań ruchu
8.1.1.Opis systemów liniowych za pomocą przestrzeni stanów
8.1.2.Inne przedstawienia systemów liniowych niezmiennych w czasie
8.2.Projekt regulacji dla liniowych systemów wielowielkościowych
8.2.1.Struktura systemów wielowielkościowych
8.2.2.Liniowe regulacje wielowielkościowe
8.2.3.Projektowanie regulacji przez wyznaczanie biegunów
8.2.4.Wyznaczanie biegunów dla obiektów regulacji z jedną ingerencją nastawczą
8.2.5.Regulacja modalna
8.2.6.Optymalna regulacja liniowa (regulacja LQ)
8.2.7.Projekt obserwatora i regulacja
8.3.Regulacja cyfrowa (regulacja odczytująca)
8.3.1.Odczytywanie i człon trzymający
8.3.2.Układy nieciągłe w przestrzeni czasowej
8.3.3.Układy nieciągłe w przestrzeni częstotliwościowej
8.3.4.Projektowanie regulacji cyfrowych
8.4.Spojrzenie na inne metody regulacji
Literatura
9.Wybrane przykłady systemów mechatronicznych
9.1.Modelowanie i obliczanie robota przemysłowego
9.1.1.Model kinematyczny
9.1.2.Kinematyka różniczkowa i statyka
9.1.3.Planowanie trajektorii (planowanie toru)
9.1.4.Model dynamiczny
9.1.5.Regulacja pojedynczej osi
9.2.Stabilizacja podwójnego wahadła
9.2.1.Opis urządzenia
9.2.2.Modelowanie urządzenia
9.2.3.Zlinearyzowane równanie ruchu
9.2.4.Projekt obserwatora podsystemów
9.2.5.Sprzężenie zwrotne od stanu dla całego układu
9.2.6.Parametry regulacji
9.2.7.O realizacji regulacji na komputerze procesowym
9.3.Liniowa prowadnica magnetyczna dla obrabiarek
9.3.1.Tworzenie modelu
9.3.2.Regulacji stopni swobody
9.3.3.Odsprzężona regulacja kaskadowa
9.3.4.Wyniki pomiarów
9.4.Modelowanie i regulacja elastycznego podłoża jezdnego
9.4.1.Przedstawienie problemu
9.4.2.Różniczkowe równanie ruchu
9.4.3.Rozwiązanie przez szeregi Fouriera
9.4.4.Model elementów skończonych dla podłoża jezdnego
9.4.5.Utworzenie równania ruchu
9.4.6.Modelowanie mechanizmu podparcia
9.4.7.Przekształcenie modalne
9.4.8.Regulacja wspomagana obserwatorem
9.4.9.Liniowe sprzężenie zwrotne od stanu
9.4.10.Układ pomiarowy
9.4.11.Wyniki
Literatura
A. Podstawy matematyczne
A.1.Przekształcenie Laplace’a i Fouriera
A.1.1.Przekształcenie Laplace’a
A.1.2.Przekształcenie Fouriera
A.2.Rachunek macierzowy
A.2.1.Pojęcia i proste reguły obliczania
A.2.2.Wartości własne, wektory własne
A.2.3.Przekształcenie podobieństwa (przekształcenie osi głównych}
A.2.4.Liniowe układy równań i rozkład na wartości osobliwe
A.3.Liniowe, niezmienne w czasie układy dynamiczne
A.3.1.Macierz fundamentalna i jej właściwości
A.3.2.Przekształcenie modalne
A.3.3.Sterowalność i obserwowalność
Literatura
Skorowidz rzeczowy
