Antal poäng: 5. Betygskala: TH. Valfri för: E3, F3, M4. Kursansvarig: Mats Alaküla. Rekommenderade förkunskaper: ETI195/ETI196 Elektronik, ETI240 Elektronik, system och signaler, FRT010 Reglerteknik AK. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen + godkända inlämningsuppgifter + godkänd projektuppgift. Webbsida: http://www.iea.lth.se.

Mål
En allt större del av de maskiner och föremål vi använder och omger oss med integrerar mekanisk konstruktion, avancerad elektronisk/dator-styrning, smarta materialval med energilagring och energiomvandling. Exemplen är otaliga från DVD-spelare till moderna bilar. För att skapa konkurrenskraftiga produkter blir det allt viktigare att ha kunskaper i de många olika systemaspekter som ingår i en höggradigt integrerad produkt. Ämnen/områden som är relevanta är t.ex. Materialteknik, Reglerteknik / Digital reglering, Tillverkningsmetoder, Linjära system / Tillämpad matematik, Hållfasthetslära, Elektriska drivsystem / Kraftelektronik, Utvecklingsmetodik, Algoritmer och datastrukturer / objektorientering, FEM-analys, Digital datorteknik / integrerade system, Datorstödd konstruktion, Numerisk analys / Optimering, Mätteknik, Realtidsprogrammering. Kursen i Mekatronik har som mål att ge en introduktion till detta interdisciplinära område.

Kunskapsmål: Efter genomgången kurs skall studenten:

• kunna redogöra för de viktigaste mekaniska, termiska och magnetiska egenskaperna hos de vanligaste byggmaterialen.

• kunna redogöra för egenskaperna hos några viktiga tillverkningsmetoder.

• kunna principerna för realtidsprogrammering och kommunikation i integrerade styr- och reglersystem.

• kunna göra bedömningar av hastighetskrav rörande integrerade styr- och reglersystem samt hur detta återverkar på val av styrelektronik.

• kunna föreslå val av lämpliga kraftelektroniska energiomvandlare samt styrmetod för energiflödesstyrning.

• kunna föreslå lämpliga utföranden på elektromekaniska energiomvandlare m.a.p en viss applikations behov av varvtal/vridmoment och fysiskt utrymme.

• känna till principer, möjligheter och begränsningar hos FEM- beräkningsmetoder.

• kunna göra en specifikation av lämpliga materialval, tillverkningsteknik, styr- och reglerelektronik, kraftelektronisk och elektromekanisk energiomvandlare för en given applikation.

• ha tillräckliga tvärvetenskapliga kunskaper för att kunna föra en diskussion med alla relevanta kompetenser inom en ”mekatronisk” utvecklingsgrupp.

• ha insikt och omdöme att respektera och efterfråga de många olika kompetenser som är förutsättningen för ett mekatronisk konstruktionsarbete

Innehåll
Materialteknik (mekaniska, termiska, magnetiska egenskaper hos vanliga byggmaterial, 4 timmar). Tillverkningsteknik (4 timmar). Styrelektronik (Integrerade system, PIC, bussar, realtidsprogrammering, 4 timmar). Kraftelektronik och kraftelektronisk reglerteknik (8 timmar). Energiöverföring (ac-/dc-nät, stabilitet/kvalitet, 4 timmar), Energiomvandling (Elektromagnetisk kraftverkan (Motor/generator-konstruktion, topologier, ytkrafter, förluster, 8 timmar). Hållfasthetslära/FEM (4 timmar)

Totalt 200 timmar, varav 100 timmar självstudier, 36 timmar föreläsning, 36 timmar övning/simulering samt 28 timmar projektarbete.

Litteratur
Kompendium i Mekatronik (IEA / LTH, 2002).