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Entwurf mechatronischer Systeme > Grundlagen Mechatronik > Flashcards

Grundlagen Mechatronik Flashcards

1
Q

Was ist die Definition von Mechatronik? Zeichnen Sie eine Diagramme.

A

Mechatronik stellt eine inderdisziplinäre Fächerkombination dar: Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik.

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2
Q

Was steht im Vordergrund der Mechatronik?

A

Im Vordergrund der Mechatronik steht die Ergänzung und Erweiterung mechanischer Systeme und Mikrorechner zur Realisierung teilintelligenter Produkte und Systeme.

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3
Q

Zeichnen Sie eine Diagramme eines Systems im Mechatronik

A

Folie 4 bei Prüfungsvorbereitung

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4
Q

Welche Flüsse erkennt man in Systemen?

A
  1. Stoffe
  2. Energie
  3. Information

Diese können jeweils einzeln und gemeinsam vorkommen.

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5
Q

Definition mechatronischer Systeme

A

Systeme, die aus folgenden Komponenten bestehen:

  1. mechanischer Grundstruktur
  2. Sensoren und Aktoren
  3. Informationsverarbeitenden Komponenten
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6
Q

Was sind die Eigenschaften mechatronischer Systeme?

A
  1. (Teil-) Funktionen werden in Software realisiert
    a) Viel Flexibilität
    b) Höhere Parameter- und Variantenvielfalt im vgl. zu mechanischen Systemen
    c) Funktionupdates im Feld (beim Kunden, weltweit)
  2. Hohe Präzision von geregelten Systemen
    a) Geringerer Einfluss der Alterung (kann durch Software ausgeglichen werden)
    b) Genauigkeit bei der Fertigung durch Sensoreinsatz und Rückführungen
  3. (Teilweise) Verringerung der Systemkomplexität
    a) Ersetzen komplexer mechanischer Konstruktionen durch Sensor-Verarbeitung-Aktor-Ketten
    b) Fehlererkennung erschwert
  4. Trennung Energie/Information
  5. Einfache Mensch-Maschine-Schnittstellen
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7
Q

Was bedeutet hohe Präzision von geregelten Systemen?

A
  1. Geringerer Einfluss der Alterung (kann durch Software ausgeglichen werden)
  2. Genauigkeit bei der Fertigung durch Sensoreinsatz und Rückführungen
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8
Q

Was bedeutet (teilweise) Verringerung der Systemkomplexität?

A
  1. Ersetzen komplexer mechanischer Konstruktionen durch Sensor-Verarbeitung-Aktor-Ketten
  2. Fehlererkennung erschwert
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9
Q

Was bedeutet (teil-) Funktionen werden in Software realisiert?

A
  1. Viel Flexibilität
  2. Höhere Parameter- und Variantenvielfalt im vgl. zu mechanischen Systemen
  3. Funktionupdates im Feld (beim Kunden, weltweit)
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10
Q

Was sind die Merkmale von Echtzeitsystemen?

A

Aus der Automatisierungstechnik:

  1. Reaktion auf äusseres (unvorhergesehenes) Ereignis muss in vorgegebener Zeit erfolgen
  2. Unterscheidung in harte und weiche Echtzeit
    a) Harte Echtzeit: Bei Nichteinhaltung kritische Folgen
    b) Weiche Echtzeit: Nichteinhaltung führt nicht sofort zu kritischen Folgen
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11
Q

Was ist die Definition von harter Echtzeit?

A

Harte Echtzeit: Bei Nichteinhaltung kritische Folgen

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12
Q

Was ist die Definition von weicher Echtzeit?

A

Weiche Echtzeit: Nichteinhaltung führt nicht sofort zu kritischen Folgen

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13
Q

In welche Typen unterscheiden sich die Echtzeitsysteme?

A

Unterscheidung in harte und weiche Echtzeit

a) Harte Echtzeit: Bei Nichteinhaltung kritische Folgen
b) Weiche Echtzeit: Nichteinhaltung führt nicht sofort zu kritischen Folgen

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14
Q

Wie viel Prozent aller Innovationen im Fahrzeug basieren zukünftig auf Elektronik?

A

90%

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15
Q

Was ist die Rolle von Elektronik bei der neuen Innovationen?

A

Sie ergänzt/ersetzt Mechanik

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16
Q

Wozu nutzt man Elektronik und mechatronische Systeme in Fahrzeugtechnik?

A

Nutzen für:

  1. Aktive und passive Sicherheit
  2. Emission und Verbrauch
  3. Kommunikation
  4. Komfort
  5. Security
17
Q

Geben Sie Beispiele für mechatronische Systeme

A
  1. Flugzeugindustrie: Fly by wire
  2. Haushaltgeräte: z.B. Kaffeeautomaten
  3. Fototechnik: Fotoapparaten
  4. Physikalische Messtechnik: z.B. Laser
18
Q

Präsentieren Sie kurz die historische Entwicklung von mechatronischen Systemen

A

Fahrzeugtechnik:
1. 1886: Daimler Motorenkutsche: Praktisch keine elektrischen oder elektronischen Komponenten im Fahrzeug
2. 1957: Mercedes Benz W120: Überschaubare Anzahl an elektrischen Komponenten im Fahrzeug
3. 1990: Mercedes Benz SL: Grössere Anzahl an elektrischen und elektronischen Komponenten im Fahrzeug (stetig zunehmend)
4. 2005: Mercedes Benz S-Klasse: Hohe Anzahl an elektrischen und elektronischen Komponenten im Fahrzeug (stetig zunehmend)…
7 Bussysteme
3000 Teile
30 km Kabel
50 kg Gewicht

19
Q

Geben Sie Beispiele von eingebetteten Systemen

A

Waschmaschine, Mobiltelefon, Autocomputer

20
Q

Was wird unter einem eingebetteten System verstanden?

Zeichnen Sie eine Diagramme.

A

Der Ausdruck eingebettetes System (auch englisch embedded system) bezeichnet einen elektronischen Rechner oder auch Computer, der in einen technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist.

Dabei übernimmt der Rechner entweder Überwachungs-, Steuerungs- oder Regelfunktionen oder ist für eine Form der Daten- bzw. Signalverarbeitung zuständig, beispielsweise beim Ver- bzw. Entschlüsseln, Codieren bzw. Decodieren oder Filtern.
Folie 2, Einführung

21
Q

Geben Sie Beispiele von verteilten Systemen

A

Home entertainment, Fahrzeugindustrie, Automatisierungs-/Prozesstechnik, Hausautomatisierung

22
Q

Was wird unter einem verteilten System verstanden?

A

Ein Verteiltes System ist nach der Definition von Andrew S. Tanenbaum ein Zusammenschluss unabhängiger Computer, die sich für den Benutzer als ein einziges System präsentieren. Peter Löhr definiert es etwas grundlegender als „eine Menge interagierender Prozesse (oder Prozessoren), die über keinen gemeinsamen Speicher verfügen und daher über Nachrichten miteinander kommunizieren“.

23
Q

Was ist der Unterschied zwischen verteilten und eingebetteten Systemen?

A

Der Ausdruck eingebettetes System (auch englisch embedded system) bezeichnet einen elektronischen Rechner oder auch Computer, der in einen technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist.

Dabei übernimmt der Rechner entweder Überwachungs-, Steuerungs- oder Regelfunktionen oder ist für eine Form der Daten- bzw. Signalverarbeitung zuständig, beispielsweise beim Ver- bzw. Entschlüsseln, Codieren bzw. Decodieren oder Filtern.

Ein Verteiltes System ist nach der Definition von Andrew S. Tanenbaum ein Zusammenschluss unabhängiger Computer, die sich für den Benutzer als ein einziges System präsentieren. Peter Löhr definiert es etwas grundlegender als „eine Menge interagierender Prozesse (oder Prozessoren), die über keinen gemeinsamen Speicher verfügen und daher über Nachrichten miteinander kommunizieren“.

24
Q

Was passiert in der Praxis bei Echtzeitsysteme?

A

Vielseitige und ungenaue Verwendung und Auslegung des Begriffes….

Oftmals wird mit Echtzeit sehr unpräzise folgende Aussage formuliert:

“SYSTEM MUSS SO SCHNELL REAGIEREN, DASS DER NUTZER DAS GEFÜHL HAT, ES HAT SOFORT REAGIERT.”
-> Realzeit

Entwurf mechatronischer Systeme (9 decks)

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