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Mechatronik 2
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Mechatronik 2
von: Edmund Schiessle (Hrsg.)
Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, 2002
ISBN: 9783834360106
301 Seiten, Download: 5738 KB
 
Format:  PDF
geeignet für: Apple iPad, Android Tablet PC's Online-Lesen PC, MAC, Laptop

Typ: B (paralleler Zugriff)

 

 
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Inhaltsverzeichnis

  Vorwort 6  
  Inhaltsverzeichnis 8  
  1 Digitale Steuerungstechnik 12  
     1.1 Einführung 12  
     1.2 Zahlensysteme und Codierung von Zahlen 15  
        1.2.1 Stellenwertzahlensysteme 15  
        1.2.2 Duales Zahlensystem 17  
        1.2.3 Codierung von Zahlenwerten 23  
        1.2.4 Fehlererkennung 25  
     1.3 Grundlagen der Schaltalgebra 27  
        1.3.1 Binäre Elemente und binäre Variable 27  
        1.3.2 Logische Verknüpfung von binären Variablen 29  
        1.3.3 Rechenregeln der Schaltalgebra 32  
        1.3.4 Ermittlung von Schaltfunktionen aus der Funktionstabelle 33  
     1.4 Schaltnetze oder kombinatorische Schaltungen 38  
        1.4.1 Motorsteuerung mit Verriegelung 39  
        1.4.2 Addierschaltung für 2 duale Stellen 39  
        1.4.3 Codeumsetzer vom BCD-Code in den 7-Segment-Code 39  
     1.5 Schaltwerke 41  
        1.5.1 Bistabile Kippschaltungen: Flipflops 41  
        1.5.2 Zeitbegrenzte Speicher für binäre Werte 49  
        1.5.3 Struktur und Wirkungsweise eines Schaltwerkes 50  
        1.5.4 Entwurf von Schaltwerken 51  
        1.5.5 Zählschaltungen 54  
     1.6 Steuerungen mit asynchronen Schaltwerken 55  
        1.6.1 Entprellschaltung, Richtimpulserzeugung 55  
        1.6.2 Einfache Ein-/Aus-Steuerungen 57  
        1.6.3 Auswerteschaltung für einen Inkrementalgeber 58  
        1.6.4 Ablaufsteuerungen mit asynchronen Ablaufketten 59  
     1.7 Realisierung digitaler Funktionen und Steuerungen 63  
        1.7.1 Elektronische Standardschaltungen für logische und digitale Funktionen 63  
        1.7.2 Integrierte Halbleiterspeicher 65  
        1.7.3 Programmierbare Logikschaltungen 67  
        1.7.4 Speicherprogrammierbare Steuerungen 69  
        1.7.5 Mikrocomputer und Universalrechner 71  
  2 Regelungstechnik 74  
     2.1 Grundbegriffe der Regelungstechnik 74  
     2.2 Mathematische Beschreibung des Übertragungsverhaltens kontinuierlicher Systeme 77  
        2.2.1 Kontinuierliche und diskrete Systeme 77  
        2.2.2 Beharrungsverhalten und Übertragungsbeiwert von Übertragungsgliedern 78  
        2.2.3 Linearisierung eines nichtlinearen Übertragungsgliedes 79  
        2.2.4 Allgemeines Übertragungsverhalten linearer, kontinuierlicher und zeitinvarianter Übertragungsglieder 80  
        2.2.5 Grundstrukturen von Signalflussplänen und ihre Zusammenfassung 90  
     2.3 Arten linearer, kontinuierlicher Übertragungsglieder 91  
        2.3.1 Proportionalglieder (P-Glieder) 91  
        2.3.2 Integralglieder (I-Glieder) 98  
        2.3.3 Totzeitglieder (Tt-Glieder) 103  
        2.3.4 Differentialglieder (D-Glieder) 105  
        2.3.5 Reglerglieder 107  
     2.4 Analyse und Entwurf kontinuierlicher Regelungssysteme 111  
        2.4.1 Regelverhalten eines Regelkreises 111  
        2.4.2 Stabilität von Regelkreisen 114  
        2.4.3 Verfahren für den Reglerentwurf 121  
     2.5 Regelkreise mit komplexen Strukturen 135  
        2.5.1 Kaskadenregelung 135  
        2.5.2 Störgrößenaufschaltung 137  
     2.6 Regelkreise mit Schaltreglern 139  
        2.6.1 2-Punkt-Regler an P-T1-Tt-Strecke 140  
        2.6.2 2-Punkt-Regler mit innerer Rückführung 142  
     2.7 Digitale Regelung 144  
        2.7.1 Einführung in zeitdiskrete Signale und Systeme 144  
        2.7.2 Zeitdiskrete Betrachtung kontinuierlicher Systeme mit Differenzengleichungen im Zeitbereich 145  
        2.7.3 Beschreibung diskreter Systeme im Frequenzbereich 148  
        2.7.4 Regelkreis aus digitalem Regler und kontinuierlicher Regelstrecke 157  
     2.8 Zustandsregelung 165  
        2.8.1 Übertragungsverhalten von Mehrgrößensystemen im Zustandsraum 165  
        2.8.2 Normalformen für 1-Größen-Systeme in Zustandsraumdarstellung 170  
        2.8.3 Zustandsregelung 177  
     2.9 Optimale Zustandsregelung 194  
        2.9.1 Optimale Steuerung 194  
        2.9.2 Optimale Regelung 195  
     2.10 Steuern und Regeln mit Fuzzy-Logik 206  
  3 Mechanische Systeme 212  
     3.1 Kinematik 212  
        3.1.1 Koordinatensystem 212  
        3.1.2 Bewegung eines Punktes 213  
        3.1.3 Bewegung eines starren Körpers 221  
        3.1.4 Euler- und Kardan-Winkel 222  
        3.1.5 Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit eines starren Körpers 226  
        3.1.6 Beschleunigung und Winkelbeschleunigung eines starren Körpers 229  
        3.1.7 Ebene Bewegung eines starren Körpers 230  
        3.1.8 Beschreibung der Starrkörperbewegung im bewegten Referenzsystem 232  
        3.1.9 Kinematik der Mehrkörpersysteme 235  
        3.1.10 Kinematische Ketten 239  
        3.1.11 Denavit-Hartenberg-Methode 242  
        3.1.12 Rückwärtstransformation 247  
     3.2 Kinetik 249  
        3.2.1 Newton-Euler’sche Gleichungen 250  
        3.2.2 Bewegungsgleichungen für Mehrkörpersysteme 255  
        3.2.3 Lagrange’sche Gleichungen 259  
  4 Mechatronisches Beispiel 266  
     4.1 1-m-Spiegelteleskop mit optischer Bank 267  
     4.2 Die optische Bank (FPOB: Focal Plane Optical Bench) 269  
     4.3 Mechatronik der optischen Bodenstation 270  
        4.3.1 Mechatronik in den optischen Komponenten 270  
        4.3.2 Mechatronik im 12,5-m-Radom 275  
        4.3.3 Elektronische Steueranlage des Teleskops 275  
     4.4 Aufstellung der optischen Bodenstation 281  
  5 Mathematik zur Mechatronik 284  
     5.1 Matrizenrechnung 284  
        5.1.1 Schreibweise von Matrizen und Vektoren 284  
        5.1.2 Addition zweier Matrizen 285  
        5.1.3 Multiplikation einer Matrix mit einem Scalar 285  
        5.1.4 Matrizenmultiplikation 285  
        5.1.5 Gesetze beim Matrizenprodukt 286  
        5.1.6 Sonderfälle der Matrizenmultiplikation 286  
        5.1.7 Zusammenhang zwischen Transponieren und Multiplizieren 287  
        5.1.8 Inverse Matrix (Kehrmatrix) einer quadratischen Matrix 287  
     5.2 Matrizendarstellung linearer Gleichungssysteme 288  
     5.3 Quadratische Formen 288  
     5.4 Ableitung von Ausdrücken mit Matrizen 289  
     5.5 Nummerische Integration 290  
  Literaturverzeichnis 292  
  Weiterführende Literatur 294  
  Stichwortverzeichnis 296  


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