Entwicklung eines mechatronischen Systems

Zusammenfassung

In den vorausgegangenen Kapiteln sind die einzelnen erforderlichen Arbeitsschritte zur Entwicklung des mathematischen Modells eines mechatronischen Systems und dessen Simulation behandelt worden. Anhand des Modells kann eine Regelung entwickelt und ebenfalls durch Simulation optimiert werden. Danach kann man die erforderliche Hard- und Software für eine technische Realisierung konzipieren und festlegen.

Diese Vorgehensweise der Entwicklung eines mechatronischen Systems soll durch das Beispiel eines einfachen Systems, das ein invertiertes Pendel enthält, nochmals verdeutlicht werden.

In Abb. 38.1 ist die Problemstellung in mehreren Varianten dargestellt. Abb. 38.1a zeigt eine einfache technische Realisierung bei der ein gelenkig auf einem Wagen gelagerter Stab durch gezielte Vor- und Rückwärtsbewegungen in Richtung der Wegkoordinate x so ausbalanciert werden soll, dass die Stabneigung um den Winkel α möglichst klein bleibt und dadurch der Stab nicht umklappen kann. Für den Stab gibt es also nur eine dynamische Gleichgewichtsbedingung, ein statisches System wäre nicht stabil.