光机电一体化毕业设计翻译题

1、毕业设计翻译MechatronicDesign机电一体化设计2.0Approach商量HistoricalDevelopmentandDefinitionofMechatronicSystems历史发展和认识机电一体化系统FunctionsofMechatronicSystemsDivisionofFunctionsBetweenMechanicsandElectronicsImprovementofOperatingPropertiesAdditionofNewFunctions功能的机电一体化系统之间的功能划分力学和电子改善操作性能添加新的功能WaysofIntegrationIntegr

2、ationofComponents(Hardware)IntegrationofInformationProcessing(Software)集成方法集成元件(硬件)一体化的信息处理(软件)InformationProcessingSystems(BasicArchitectureandHW/SWTrade-offs)MultilevelControlArchitectureSpecialSignalProcessingModel-basedandAdaptiveControlSystemsSupervisionandFaultDetectionIntelligentSystems(Basic

3、Tasks)信息处理系统(基本架构和硬件/软件权衡)多级控制结构专用信号处理模型和自适应控制系统监督和故障检测智能系统(基本任务).ConcurrentDesignProcedureforMechatronicSystemsDesignStepsRequiredCAD/CAEToolsModelingRolfIsermannProcedureReal-TimeSimulationHardware-in-the-LoopDarmstadtUniversityofTechnologySimulationControlPrototypingHistoricalDevelopmentandDefini

4、tionofMechatronicSystems历史发展和认识机电一体化系统oarrUDMdqHgrW1960dnrtu*10TOUf-hhi-6btiigrrtofan!mMocM&nMisytisfrwllti日即cslcartllnuDuscaiMrol#Hmit-lgflquflntialccuhnlelectricalM曲傅11曲粋ism?withsulfimBdjccarrtfiHelectron独m电卅COERHmCJDOCXnputBr10igraEfunr诩旳igIndmWipinhUIncreasing创白已ricalIncreasingautomallcMHntrolIn

5、crea&ingautomationwith,processaHnpiJldrsandminialurizatiDHMcdngiincnicsyslamsinlwgraflicnmodiaffcst曲muxshaThvB*iaaartaradenemiineBILuiJajanBrWwmechanicalelementsmach-in&sprecisionmedhamits増加电气传动61870泵80机擎18形18字引机园汽电80络具墓笈18内机工泵1900纯机械系统0J.&口*-大放O92H01I电301戋9纟k,1动年力器问电压T鑒液PL电增加自动控制藝汽涓轮机飞机【机1959与机械系统电

6、子（超心控制！眞序控制1955麴宇戦955年过程讦畀机1959实时01966年熬字锻启动花朗5薇型吐聲M1971年电子控制升降机1975體程舗机（ABS，匪F1）&的78曇,制19人碇器控幣W耳序制年/3器顺控805宀爲19过羣数字连续控制数新的设计工具98弗程II-申匚%=同机一软协仃器系统髻薜的自动化技木软件人工智能机电一体化机械学机械元件的机器精密机械Inseveraltechnicalareastheintegrationofproductsorprocessesandelectronicscanbeobserved.Thisisespeciallytrueformechanicals

7、ystemswhichdevelopedsinceabout1980.Thesesystemschangedfromelectro-mechanicalsystemswithdiscreteelectricalandmechanicalpartstointegratedelectronic-mechanicalsystemswithsensors,actuators,anddigitalmicroelectronics.Theseintegratedsystems,asseeninTable2.1,arecalledmechatronicsystems,withtheconnectionofM

8、ECHAnicsandelecTRONICS.在一些技术领域的一体化产品或工艺和电子可以观察。这是尤其如此，因为大约1980的机械系统。这些系统由机械系统与离散机电配件综合电子系统的传感器，执行器，和数字微电子学。这些集成系统，如在表2.1中，被称为机电一体化系统，与连接的机械和电子产品。Thewordmechatronics|wasprobablyrstcreatedbyaJapaneseengineerin19691,withearlierdefinitionsgivenby2and3.In4,apreliminarydefinitionisgiven:Mechatronicsisthes

9、ynergeticintegrationofmechanicalengineeringwithelectronicsandintelligentcomputercontrolinthedesignandmanufacturingofindustrialproductsandprocesses”5.“机电一体化”可能是复位造成的日本工程师在19691,与早期的finitions给予2和3。在4，一个初步的fi定义是：机电一体化是机械和电子工程协同集成和计算机智能化控制的设计和制造工业产品和过程”5。Allthesedefinitionsagreethatmechatronicsisaninter

10、disciplinaryfield,inwhichthefollowingdisci-plinesacttogether(seeFig.2.1):所有的定义都同意机电一体化是一个跨学科，在以下学科这些样条一起行动(参见图2.1)：mechanicalsystems(mechanicalelements,machines,precisionmechanics);机械系统(机械零件，机，精密机械)；electronicsystems(microelectronics,powerelectronics,sensorandactuatortechnology);and电子系统(微电子，电力电子，传感器

11、和执行器技术)；和informationtechnology(systemstheory,automation,softwareengineering,artificialintelligenee).2002CRCPressLLC信息技术(系统理论，自动化，软件工程，人工fi人工智能)。2002出版社有限公司TABLE2.1HistoricalDevelopmentofMechanical,Electrical,andElectronicSystems表2.1历史发展的机械，电气，电子系统FIGURE2.1Mechatronics:synergeticintegrationofdifferen

12、tdisciplines.图2.1:协同融合各种不同机电专业。Somesurveycontributionsdescribethedevelopmentofmechatronics;see5一8.Aninsightintogeneralaspectsaregiveninthejournals4,9,10;firstconferenceproceedingsin11-15;andthebooks16-19.描述一些调查的发展贡献;见8仪器。洞察普遍方面期刊中给出了4、第九条、第十条;第一次会议论文集加利福尼亚州圣何塞市、16-19的书。Figure2.2showsageneralschemeof

13、amodernmechanicalprocesslikeapowerproducingorapower图2.2:显示了一个总体方案,体现了现代机械加工像电力生产或权力generatingmachine.Aprimaryenergyflowsintothemachineandistheneitherdirectlyusedfortheenergyconsumerinthecaseofanenergytransformer,orconvertedintoanotherenergyforminthecaseofanenergyconverter.Theformofenergycanbeelectri

14、cal,mechanical(potentialorkinetic,hydraulic,pneumatic),chemical,orthermal.Machinesaremostlycharacterizedbyacontinuousorperiodic(repetitive)energyflow.Forothermechanicalprocesses,suchasmechanicalelementsorprecisionmechanicaldevices,piecewiseorintermittentenergyflowsaretypical.2002CRCPressLLC机器发电。一个初始

15、能量流入机器,然后,或直接用于能源消费的情况下,一个能量变压器或兑换成另一种能量形式在案件的能量转换器。形式的能量都可电气、机械（潜在的或动力学、液压、气动）、化学、热。机器大多是具有连续或定期（重复）能量流。其他机械加工,如机械元件或精密机械设备分段连续或间歇能量的流动是典型的。2002CRC出版社Ipnmaryenergyflowactuatorssupplyman/machininterfaceauxiliaryenergysupplysumerenergycon-manipulatedwvariablesinformationflowmeasuredvariablesenergyflo

16、wmechanicalhydraulicthermal曲Mrimlmechanics&energy8nverterconsumerenergyVflowinformationprocessingmonitoredvariablesi-supurvisiun-optimiwuion-nLLinjeiiieiil4IIItIttcIt(tiiinfijnnaiLiinmanagment山LtdpaNl(nzmory畀predtetionprtxcsssunsorsEonmlnJ-2三二灯l-u1推理策略推理机制定性推理定量推理人机交互通讯接口信息管理数据库决定控制监督优化管理外部内部沟通任务时间表

17、知识库文档过去（内存），预测管理多控制功能定性优化定性优化优化协调定性设计方法分析设计方法监督的故障检测定性估计参数和状态估计咼层次的控制定性过程模型分析过程模型低层次的控制U执行器过程传感器FIGURE2.5Advaneedintelligentautomaticsystemwithmulti-controllevels,knowledgebase,infereneemechanisms,andinterfaces.formaintenanceorevenredundancyactions,economicoptimization,andcoordination.Thetasksoftheh

18、igherlevelsaresometimessummarizedasprocessmanagement.SpecialSignalProcessingThedescribedmethodsarepartiallyapplicablefornonmeasurablequantitiesthatarereconstructedfrommathematicalprocessmodels.Inthisway,itispossibletocontroldampingratios,materialandheatstress,andslip,ortosupervisequantitieslikeresis

19、tances,capacitances,temperatureswithincomponents,orparametersofwearandcontamination.Thissignalprocessingmayrequirespecialfilterstodetermineamplitudesorfrequenciesofvibrations,todeterminederivatedorintegratedquantities,orstatevariableobservers.Model-basedandAdaptiveControlSystemsTheinformationprocess

20、ingis,atleastinthelowerlevels,performedbysimplealgorithmsorsoftware-modulesunderreal-timeconditions.Thesealgorithmscontainfreeadjustableparameters,whichhavetobeadaptedtothestaticanddynamicbehavioroftheprocess.Incontrasttomanualtuningbytrialanderror,theuseofmathematicalmodelsallowspreciseandfastautom

21、aticadaptation.图2.5先进的智能自动系统控制的多层次，知识库，推理机制，和接口。为维护甚至冗余行动，经济优化，协调。有时上级的任务归纳为过程管理。特别处理描述的方法是不可测数量从数学的过程模型重建部分适用的信号。通过这种方式，它是可以控制阻尼比，材料和热应力，滑，或监督内元件的电阻，电容，温度，或磨损和污染参数数量。这个信号处理，可能需要特殊的过滤器，以确定振动的振幅或频率，以确定衍生化或综合的数量，或状态变量的观察员。基于模型的自适应控制系统的信息处理，至少在较低的水平，简单的算法或软件模块实时条件下进行。这些算法包含免费的可调参数，它必须适应过程的静态和动态的行为。在对比试

22、验和错误的手动调谐，运用数学模型允许精确和快速的自动适应。Themathematicalmodelscanbeobtainedbyidentificationandparameterestimation,whichusethemeasuredandsampledinputandoutputsignals.Thesemethodsarenotrestrictedtolinearmodels,butalsoallowforseveralclassesofnonlinearsystems.Iftheparameterestimationmethodsarecombinedwithappropriat

23、econtrolalgorithmdesignmethods,adaptivecontrolsystemsresult.Theycanbeusedforpermanentprecisecontrollertuningoronlyforcommissioning20.2002CRCPressLLC可以通过识别和参数估计，它使用的测量和采样的输入和输出信号的数学模型。这些方法不仅限于线性模型，但也让几类非线性系统。如果参数估计方法相结合，与相应的控制算法的设计方法，自适应控制系统的结果。它们可以用于永久精确的控制器调整，或只为调试20。2002的CRC出版社有限责任公司SymptomsCHANGE

24、DETECTIONFEATUREENERATION3FAULTSMODELACTUATORSSENSORSNORMAL-BEHAVIOUR|MODE-BASEDFAULTDETECTIONu执行器故障NY过程传感器过程模型基础模式的故障检测功能代艮X,功能正常行为变化检测S分析症状FIGURE2.6Schemeforamodel-basedfaultdetection.SupervisionandFaultDetectionWithanincreasingnumberofautomaticfunctions(autonomy),includingelectroniccomponents,sen

25、sorsandactuators,increasingcomplexity,andincreasingdemandsonreliabilityandsafety,anintegratedsupervisionwithfaultdiagnosisbecomesmoreandmoreimportant.Thisisasignificantnaturalfeatureofanintelligentmechatronicsystem.Figure2.6showsaprocessinflueneedbyfaults.Thesefaultsindicateunpermitteddeviationsfrom

26、normalstatesandcanbegeneratedeitherexternallyorinternally.Externalfaultscanbecausedbythepowersupply,contamination,orcollision,internalfaultsbywear,missinglubrication,oractuatororsensorfaults.Theclassicalwayforfaultdetectionisthelimitvaluecheckingofsomefewmeasurablevariables.However,incipientandinter

27、mittantfaultscannotusuallybedetected,andanin-depthfaultdiagnosisisnotpossiblebythissimpleapproach.Model-basedfaultdetectionanddiagnosismethodsweredevelopedinrecentyears,allowingforearlydetectionofsmallfaultswithnormallymeasuredsignals,alsoinclosedloops21.Basedonmeasuredinputsignals,U(t),andoutputsig

28、nals,Y(t),andprocessmodels,featuresaregeneratedbyparameterestimation,stateandoutputobservers,andparityequations,asseeninFig.2.6.图2.6基于模型的故障检测计划。自动功能越来越多(自治)，包括电子元件，传感器和执行器，日益复杂化，和日益增长的需求，可靠性和安全性，故障诊断与综合监督的监督和故障检测变得越来越重要。这是一个显著的智能机电一体化系统的自然特征。图2.6显示了断层影响的一个过程。这些错误表明从正常状态未经许可的偏差，可以产生外部或内部。夕卜部故障可能是由电源，

29、污染，或碰撞，磨损的内部故障，缺少润滑，或执行器或传感器故障。故障检测的经典方法是限制少数一些可测量的变量的值检查。然而，起动和intermittant故障不能通常被检测，并进行了深入的故障诊断是不是这种简单的方法可能。基于模型的故障检测和诊断方法是近年发展起来的，与通常的测量信号的小故障的早期检测，也是在封闭循环21。根据测得的输入信号，U和输出信号，Y(T),和流程模型，参数估计，状态和输出观察员生成的特点是，和奇偶方程在图。2.6。Theseresidualsarethencomparedwiththeresidualsfornormalbehaviorandwithchangedete

30、ctionmethodsanalyticalsymptomsareobtained.Then,afaultdiagnosisisperformedviamethodsofclassificationorreasoning.Forfurtherdetailssee22,23.Aconsiderableadvantageisifthesameprocessmodelcanbeusedforboththe(adaptive)controllerdesignandthefaultdetection.Ingeneral,continuoustimemodelsarepreferrediffaultdet

31、ectionisbasedonparameterestimationorparityequations.Forfaultdetectionwithstateestimationorparityequations,discrete-timemodelscanbeused.Advaneedsupervisionandfaultdiagnosisisabasisforimprovingreliabilityandsafety,statedependentmaintenance,triggeringofredundancies,andreconfiguration.IntelligentSystems

32、(BasicTasks)Theinformationprocessingwithinmechatronicsystemsmayrangebetweensimplecontrolfunctionsandintelligentcontrol.Variousdefinitionsofintelligentcontrolsystemsdoexist,see2430.Anintelligentcontrolsystemmaybeorganizedasanonlineexpertsystem,accordingtoFig.2.5,andcomprises.multi-controlfunctions(ex

33、ecutivefunctions),.aknowledgebase,.infereneemechanisms,municationinterfaces.2002CRCPressLLC这些残差是正常行为的残差与分析症状得到的变化检测方法相比。然后，故障诊断是通过分类或推理方法。更多详情请参见22,23。相当大的优势是，如果同样的过程模型，可用于(自适应)控制器的设计和故障检测。一般情况下，连续时间模型是首选，如果故障检测参数估计或奇偶方程的基础上。故障检测与状态估计或奇偶方程，离散时间模型都可以使用。先进的监督和故障诊断是提高可靠性和安全，依赖国家维护，引发裁员，和重新配置的基础。智能系统(基本

34、任务)在机电一体化系统的信息处理的范围可以简单的控制功能和智能控制。智能控制系统的各种定义确实存在，请参阅24-30。作为一个在线的专家系统，智能控制系统可组织根据图。2.5,包括。多控制功能（行政职能）。知识基础。推理机制，以及。通讯接口。0.2002的CRC出版社有限责任公司Theonlinecontrolfunctionsareusuallyorganizedinmultilevels,asalreadydescribed.Theknowledgebasecontainsquantitativeandqualitativeknowledge.Thequantitativepartoper

35、ateswithanalytic(mathematical)processmodels,parameterandstateestimationmethods,analyticdesignmethods(e.g.,forcontrolandfaultdetection),andquantitativeoptimizationmethods.Similarmodulesholdforthequalitativeknowledge(e.g.,intheformofrulesforfuzzyandsoftcomputing).Furtherknowledgeisthepasthistoryinthem

36、emoryandthepossibilitytopredictthebehavior.Finally,tasksorschedulesmaybeincluded.Theinfereneemechanismdrawsconclusionseitherbyquantitativereasoning(e.g.,Booleanmethods)orbyqualitativereasoning(e.g.,possibilisticmethods)andtakesdecisionsfortheexecutivefunctions.Communicationbetweenthedifferentmodules

37、,aninformationmanagementdatabase,andtheman-machineinteractionhastobeorganized.Basedonthesefunctionsofanonlineexpertsystem,anintelligentsystemcanbebuiltup,withtheabilitytomodel,reasonandleanntheprocessanditsautomaticfunctionswithinagivenframeandtogovernittowardsacertaingoal.Hence,intelligentmechatron

38、icsystemscanbedeveloped,rangingfrom“low-degreeintelligent13,suchasintelligentactuators,tofairlyintelligentsystems,suchasself-navigatingautomaticguidedvehicles.Anintelligentmechatronicsystemadaptsthecontrollertothemostlynonlinearbehavior(adaptation),andstoresitscontrollerparametersindependenceonthepo

39、sitionandload(learning),supervisesallrelevantelements,andperformsafaultdiagnosis(supervision)torequestmaintenanceor,ifafailureoccurs,torequestafailsafeaction(decisionsonactions).Inthecaseofmultiplecomponents,supervisionmayhelptoswitchoffthefaultycomponentandtoperformareconfigurationofthecontrolledpr

40、ocess.在线控制功能通常在层次组织，已经描述。知识库包含定量和定性知识。定量部分(数学分析)的过程模型，参数和状态估计方法，分析设计方法(例如，用于控制和故障检测)，并定量优化方法。持有类似的模块的定性知识(例如，模糊和软计算规则的形式)。进一步了解是在内存中的过去的历史和预测行为的可能性。最后，任务或计划可能包括在内。推理机制借鉴的结论，通过定量推理(例如，布尔方法)或定性推理(例如可能性方法)，并采取行政职能的决定。举办不同的模块，信息管理数据库，和人机交互之间的通信。基于这些功能的网上专家系统，智能系统可以建立起来的，与能力“的模式，原因和一个给定的框架内学习的过程和它的自动功能，并

41、朝着一定的目标来治理它。因此，可以开发智能机电一体化系统，范围从“低度智能13,如作为智能驱动器，“相当智能化系统”，如自动导引车，自主导航。一个智能化的机电一体化系统适应控制器大多是非线性的行为(适应)，并存储在其控制器参数的位置和负荷(学习)的依赖，监督所有相关内容，并执行故障诊断(监督)，要求维修，或如果发生故障，要求一个安全的行动失败的行动的决定。在多个组件的情况下，监督可能有助于切断故障组件和执行控制过程的重新配置。2.5ConcurrentDesignProcedureforMechatronicSystemsThedesignofmechatronicsystemsrequire

42、sasystematicdevelopmentanduseofmoderndesigntools.DesignStepsTable2.3showsfiveimportantdevelopmentstepsformechatronicsystems,startingfromapurelymechanicalsystemandresultinginafullyintegratedmechatronicsystem.Dependingonthekindofmechanicalsystem,theintensityofthesingledevelopmentstepsisdifferent.Forpr

43、ecisionmechanicaldevices,fairlyintegratedmechatronicsystemsdoexist.Theinfluenceoftheelectronicsonmechanicalelementsmaybeconsiderable,asshownbyadaptivedampers,anti-locksystembrakes,andautomaticgears.However,completemachinesandvehiclesshowfirstamechatronicdesignoftheirelements,andthenslowlyaredesignof

44、partsoftheoverallstructureascanbeobservedinthedevelopmentofmachinetools,robots,andvehiclebodies.RequiredCAD/CAETools2.5机电一体化系统的并行设计程序的机电一体化系统的设计需要一个系统的现代设计工具的开发和使用。机电一体化系统设计步骤表2.3显示了五个重要的发展步骤，开始从一个纯粹的机械系统，并导致一个完全集成的机电一体化系统。根据机械系统，单一的开发步骤的强度是不同的的。对于精密机械设备，相当综合性的机电一体化系统确实存在。电子机械元件的影响可能相当大，如自适应阻尼器，防抱死系

45、统制动器，齿轮和自动所示。然而，第一个完整的机器和车辆显示了它们的元素的机电一体化设计，然后慢慢地重新设计的整体结构部件，在机床，机器人，车身的发展，可以观察到。所需的CAD/CAE工具2.6Thecomputeraideddevelopmentofmechatronicsystemscomprises:constructivespecificationintheengineeringdevelopmentstageusingCADandCAEtools,modelbuildingforobtainingstaticanddynamicprocessmodels,transformationi

46、ntocomputercodesforsystemsimulation,andprogrammingandimplementationofthefinalmechatronicsoftware.Somesoftwaretoolsaredescribedin31.AbroadrangeofCAD/CAEtoolsisavailablefor2D-and3D-mechanicaldesign,suchasAutoCADwithadirectlinktoCAM(computer-aidedmanufacturing),andPADS,formultilayer,printed-circuitboar

47、dlayout.However,thestateofcomputer-aidedmodelingisnotasadvaneed.Object-orientedlanguagessuchasDYMOLAandMOBILEformodelingoflargecombinedsystemsaredescribedin3133.Thesepackagesarebasedonspecifiedordinarydifferential.2002CRCPressLLC2.6计算机辅助机电一体化系统的发展包括：1。建设性的规范，在工程开发阶段使用CAD和CAE工具，2。为获得静态和动态的过程模型的建立模型，3

48、。系统仿真，并转化成计算机代码4。最终的机电一体化软件的规划和实施。31描述了一些软件工具。一个广泛的CAD/CAE工具，是可以直接链接到CAM（计算机辅助制造），和PADS多层印刷电路板布局，如AUTOCAD，二维和三维机械设计。然而，计算机辅助建模的状态并不先进。面向对象的语言，如DYMOLA和移动大型组合系统的建模描述31-33。这些包的基础上指定的常微分方程0.2002CRC出版社有限责任公司TABLE2.3StepsintheDesignofMechatronicSystemsPrecisionMechanicalMechanicsElementsMachinesExamplesSe

49、nsorsnsSuspensioElectricdrivesactuatorssdampercombustiondisc-storageschesclutenginescamerasgearsbrakesmach.toolsrobotsPuremechanicalsystemAdditionofsensors,actuators,microelectronics,controlfunctionsIntegrationofcomponents(hardwareintegration)Integrationbyinformationprocessing(softwareintegration)Re

50、designofmechanicalsystemCreationofsynergeticeffectsFullyintegratedmechatronicsystemsThesizeofacircleindicatesthepresentintensityoftherespectivemechatronicdevel表2.3在机电一体化系统设计的步骤精密机械力学元素机器的例子传感器nsSuspensio电驱动执行器sdamper燃烧光盘仓CHESCLUT发动机相机齿轮刹车马赫。工具的机器人纯机械系统1。此外，传感器，执行器，微电子技术，控制功能2。集成组件(硬件集成)3。信息处理集成(软件集成

51、)4。重新设计的机械系统5。创造协同效应完全集成的机电一体化系统一个圆圈的大小表示目前各自的机电一体化发育强度666dTABLE2.3StepsintheDesignofMechatronicSystemsThesizeofacirclehidicatesthepresentintensityoftlierespectivemechatronicdevelopmentstep:(、large.medium,qlittle.PrecislociXlecliaiiicsMediantealElementsMachinesSuspensionsdampersclutchesgearsbrakesPu

52、rem&clianicasystem5、CreationofsynergeticeffectsFullyintegratedniechatianicsystemsExamplesSensersactuatorsdisc-storagescaxnerasElectricdrivesconibustSoiienginesmath,tixilsrobots1Integrationbyinformationprocessing(softwareintegration)4.RedesignofniecliaiiicalstemLAddiEionofsensors,actuatcus.microelecc

53、iDiiics,controlfunctm2.Integrationofoonipanents(liardwareIntegraticin)精密机械机械元件机1纯机械系统專器组件集成（硬件集成）信息处理集成软件集成）重新设计的机械系统创造协同效应完全集成的机电一体化例如电气传动内密iriachtools.n个圆圈的大小表示了各自的机电一休化的发展步骤强度大中opmentstep:large,medium,little.equations,algebraicequations,anddiscontinuities.Arecentdescriptionofthestateofcomputer-ai

54、dedcontrolsystemdesigncanbefoundin34.Forsystemsimulation(andcontrollerdesign),avarietyofprogramsystemsexist,likeACSL,SIMPACK,MATLAB/SIMULINK,andMATRIX-X.Thesesimulationtechniquesarevaluabletoolsfordesign,astheyallowthedesignertostudytheinteractionofcomponentsandthevariationsofdesignparametersbeforem

55、anufacturing.Theyare,ingeneral,notsuitableforreal-timesimulation.ModelingProcedureMathematicalprocessmodelsforstaticanddynamicbehaviorarerequiredforvariousstepsinthedesignofmechatronicsystems,suchassimulation,controldesign,andreconstructionofvariables.Twowaystoobtainthesemodelsaretheoreticalmodeling

56、basedonfirst(physical)principlesandexperimentalmodeling(identification)withmeasuredinputandoutputvariables.Abasicproblemoftheoreticalmodelingofmechatronicsystemsisthatthecomponentsoriginatefromdifferentdomains.Thereexistsawell-developeddomainspecificknowledgeforthemodelingofelectricalcircuits,multib

57、odymechanicalsystems,orhydraulicsystems,andcorrespondingsoftwarepackages.However,acomputer-assistedgeneralmethodologyforthemodelingandsimulationofcomponentsfromdifferentdomainsisstillmissing35.Thebasicprinciplesoftheoreticalmodelingforsystemwithenergyflowareknownandcanbeunifiedforcomponentsfromdiffe

58、rentdomainsaselectrical,mechanical,andthermal(see3641）.Themodelingmethodologybecomesmoreinvolvedifmaterialflowsareincorporatedasforfluidics,thermodynamics,andchemicalprocesses.2002CRCPressLLC发展阶段：大，中，小。方程，代数方程和连续性。一个最近的计算机辅助控制系统设计的状态描述中可以找到34。系统仿真（和控制器的设计），各种程序系统存在，如ACSL，SIMPACK,MATLAB/SIMULINK的，MAT

59、RIX-X。这些模拟技术设计的有价值的工具，因为它们允许设计师组件及生产前的设计参数的变化相互作用的研究。他们是在一般情况下，不适合实时仿真。静态和动态行为的数学建模程序过程模型需要在设计的各个步骤机电一体化系统的仿真，控制设计，和重建的变量，如。两种方法来获取这些模型是理论模型的基础上（物理）的原则和实验测量输入和输出变量的建模（标识）。机电一体化系统的理论模型的一个基本问题是源于从不同的域的组件。存在一个发达的域的模拟电路中，多体机械系统，液压系统，以及相应的软件包的具体知识。然而，计算机辅助一般来自不同域的组件的建模和模拟方法，至今下落不明35。能量流系统的理论建模的基本原则是已知的，可

60、以为来自不同领域的电气，机械，和热元件（见36-41）的统一的。如果流体力学，热力学和化学过程中的物质流建模方法变得更加复杂。0.2002的CRC出版社有限责任公司Ageneralprocedurefortheoreticalmodelingoflumpedparameterprocessescanbesketchedasfollows19.Definitionofflows.energyflow(electrical,mechanical,thermalconductanee).energyandmaterialflow(fluidic,thermaltransfer,thermodynam