3.1 Introducere

Proiectarea, dezvoltarea, modificarea și controlul unui sistem mecatronic necesită o înțelegere și o „reprezentare” adecvată - un „model” al sistemului. Proprietățile stabilite și rezultatele obținute sunt asociate cu modelul, mai degrabă decât cu sistemul real, în timp ce, în modelarea experimentală, sunt aplicate excitațiile și sunt măsurate răspunsurile la ieșire din sistemul real. Când folosiți abordări bazate pe model, este important să țineți cont de sursele posibile de eroare:

1. Erorile modelului în sine (erori ale modelului)

2. Informații inexacte sau incomplete privind intrările la model (adică intrări incomplet sau inexact cunoscute; prezența zgomotului sau perturbărilor de intrare)

3. Ieșiri incomplet cunoscute (de exemplu, nemăsurabile) sau inexact procesate sau interpretate

Un sistem mecatronic poate consta din mai multe tipuri diferite de componente și este denumit un sistem multi-domeniu (sau mixt). Mai mult, acesta poate conține componente multifuncționale, de exemplu, o componentă piezoelectrică care poate funcționa atât ca senzor cât și ca actuator. Este util să folosiți proceduri analogice pentru modelarea unor astfel de componente. Atunci, modelele de componente (vezi Capitolul 2 pentru elemente sau componente de bază în domeniile mecanic, fluid, termic și electric/electronic) pot fi integrate în mod convenabil și sistematic pentru a obține modelul general. Pentru sistemele mecanic, electric, fluid și termic pot fi dezvoltate modele analitice într-o manieră destul de similară, deoarece unele analogii clare sunt prezente printre aceste patru tipuri de sisteme. Având în vedere analogia, atunci, poate fi adoptată o abordare unificată în analiza, proiectarea și controlul sistemelor de inginerie. Sunt evidențiate aici tipurile de model; sarcinile de „înțelegere” și reprezentare analitică (adică, modelare analitică) a sistemelor mecanic, electric, fluid și termic; identificarea elementelor concentrate (intrări/surse și elemente de condensator, inductor și rezistor echivalente; considerații ale variabilelor asociate (de exemplu, variabile through și across; variabile de stare); dezvoltarea de modele și modele de intrare-ieșire; utilizarea de grafuri liniare ca instrument de modelare; modele în domeniu-frecvență; utilizarea generalizată/unificată a circuitelor echivalente Thevenin și Norton și analize de răspuns.

3.2 Sisteme dinamice și modele