Ο σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή του φοιτητή/ήτριας σε συνεργατικά συστήματα αποτελούμενα κυρίως από μηχανικά και ηλεκτρικά μέρη με στόχο τον σχεδιασμό καινοτόμων προϊόντων και διαδικασιών. Μελετούνται ζητήματα που αφορούν την εισαγωγή της επιστήμης υπολογιστών και του αυτόματου ηλεκτρονικού ελέγχου ως ολοκληρωμένα συστατικά ενός μηχανοτρονικού συστήματος. Αναλύονται οι τρεις βασικές έννοιες, μηχανική, έλεγχος (διαδικασίες ανάδρασης) και υπολογιστές (υλοποίηση ελέγχων σε υλικό και λογισμικό) και η συνεργατική εφαρμογή τους η οποία μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένα και χαμηλού κόστους συστήματα. Η κατανόηση από τους φοιτητές/ήτριες των διάφορων αρχών που διέπουν τα μηχανοτρονικά συστήματα θα τους βοηθήσει να επικοινωνήσουν καλύτερα και να εργαστούν σε περιβάλλοντα από ομάδες εργασίας διαφορετικών ειδικοτήτων.
- Εισαγωγή στην Μηχανοτρονική. (Γενικά περί μηχανοτρονικής)
- Εισαγωγή στον Αυτόματο Έλεγχο. (Συστήματα ελέγχου, Συστήματα αυτομάτου ελέγχου, Αρχές Σχεδιασμού, Παραδείγματα Συστημάτων.)
- Μαθηματική Επεξεργασία μοντέλων (Διαφορικές εξισώσεις, Χώρος κατάστασης, Μετασχηματισμός Laplace.)
- Συναρτήσεις Μεταφοράς – Δομικά Διαγράμματα – Χαρακτηριστικά Συστημάτων Ελέγχου με Ανάδραση. (Συναρτήσεις Μεταφοράς, Δομικά Διαγράμματα, Σήματα εισόδου, συστήματα πρώτης και δευτέρας τάξεως, Απόκριση μοναδιαίας βαθμίδας.)
- Ανάλυση μεταβατικής απόκρισης (Σήματα δοκιμής εισόδους, χρονική απόκριση συστημάτων πρώτης και δευτέρας τάξεως, προδιαγραφες απόκρισης μοναδιαίας βαθμίδας.)
- Ευστάθεια γραμμικών συστημάτων (Ανάλυση ευστάθειας, Κριτήριο ευστάθειας των Rough-Hurwitz.)
- Μορφή και δράση βασικών κατευθυντών συστημάτων ελέγχου (Τύποι εγκαταστάσεων, σφάλματα, κοινές μορφές ελέγχου.).
- Συνδυαστική ψηφιακή λογική (Σήματα, κώδικας Gray, Άλγεβρα Boole, Σχεδίαση Λογικών συστημάτων, Φυσική τλοποίηση).
- Κινητήρες (Χαρακτηριστικά και έλεγχος βηματικών κινητήρων και κινητήρων συνεχούς ρεύματος).
- Μετρατροπή σημάτων (Ψηφιοαναλογική, αναλογοψιακή μετατροπή).
- Αισθητήρες (Μέτρηση θέσης και ταχύτητας).
- Τελεστικοί ενισχυτές ( Βασικά κυκλώματα ενισχυτών).
Οι φοιτητές μπορούν να:
1.α) Αναγνωρίσουν μηχανοτρονικά προϊόντα/συστήματα
1.β) Να αναγνωρίσουν βασικά χαρακτηριστικά ενός συστήματος (π.χ. επενεργητές, αισθητήρες,ανάγκη ελέγχου κλπ).
2) Μοντελοποιήσουν μηχανοτρονικά συστήματα.
3) Παράγουν σχεδιαστικές προδιαγραφές για μηχανοτρονικά συστήματα.
4) Αναλύσουν μηχανοτρονικά συστήματα με τη χρήση μαθηματικών μοντέλων ή/και τη χρήση ΗΥ.
5) Σχεδιάσουν και επανασχεδιάσουν ελεγκτές για μηχανοτρονικά συστήματα.
6) Αξιολογήσουν τη φύση ενός μηχανοτρονικού συστήματος και να ελέγξουν την συμπεριφορά του.
Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:
- David M. Auslander - Carl J. Kempf . ΜΗΧΑΝΟΤΡΟΝΙΚΗ.
- Dorf Richard C.,Bishop Robert H. Σύγχρονα συστήματα αυτόματου ελέγχου
Συναφή επιστημονικά περιοδικά:
- Mechatronics
- IEEE/ASME Transactions on Mechatronics.