2192972396

1.3. Aktualny stan wiedzy na temat zagadnień projektu

Na samym wstępie należy zauważyć, iż w zakresie stanu wiedzy, w stosunku do stanu opisywanego we wniosku o dofinansowanie, współcześnie istotnie rozwinęły się narzędzia sprzętowo-programowe stosowane do modelowania złożonych układów mechatroniki, jak również konsekwentnie na rynku pojawiają się coraz to bardziej interesujące rozwiązania komercyjne sprzętu i oprogramowania stosowanego do szybkiego prototypowania, w tym automatycznego generowania kodu.

1.3.1. Sterowanie a mechatronika

Od kiedy w 1942 roku Ziegler i Nichols [180] jako jedni z pierwszych w historii opracowali zwarty zestaw reguł doboru nastaw pneumatycznych regulatorów PID (o algorytmie proporcjonalno - całkująco - różniczkującym: z ang. Proportional Integral Derivative), zarówno w technice jak i w świadomości inżynierów na całym świecie dokonał się istotny przełom. Z całą pewnością nikogo nic zdziwi fakt, iż przełom taki dokonywał się na przestrzeni lat co najmniej kilkukrotnie. Ciekawe jednak jest, iż mimo dużej liczby nowych, opracowanych od lat pięćdziesiątych algorytmów regulacji, to właśnie regulacja PID stanowi najbardziej eksploatowany obszar badawczy. Od roku 1970 liczba prac naukowych, poświęconych różnym zagadnieniom, związanym z regulacją PID wzrosła kilkunastokrotnie, a dzięki współczesnym możliwościom implementacji w urządzeniach przemysłowy ch czasu rzeczywistego tematyka ta nadal dynamicznie się rozwija.

Ponad 40 lat temu w przemyśle pojawiło się nowe urządzenie - programowalny sterownik logiczny. W 1968 roku firma GM Hydramatic zaprezentow ała urządzenie o nazwie 084. Traktuje się je za pierwszy programowalny sterownik logiczny. Zgodnie z definicją, podaną przez amery kańską organizację zrzeszającą elektryków i elektroników¹ IEEE (Institute ofElectrical and Electronics Engineers), ale również i automatyków i robotyków, programowalny sterow nik logiczny jest urządzeniem mikroprocesorowym, które wskutek szeregowej realizacji obliczeń (algorytmu sterowania, całkowicie opracowanego przez użytkownika) numerycznych odwzorowuje równolegle działanie elektrycznego schematu stykowego urządzeń przełączających. Również ta definicja dzięki dynamicznemu rozw ojowi techniki mikroprocesorowej oraz rosnące wymagania użytkowników nieco się zdezaktualizowała.

Mniej więcej w tym samym okresie (około roku 1969), z uwagi na coraz większą liczbę złożonych zagadnień w obszarach regulacji automatycznej w sterowaniu układami robotycznymi, w języku techniki pojawiło się określenie układu czy systemu mechatronicznego. Tetsuro Mori, inżynier z firmy Yaskawa (Wielka Brytania) przez mechatroniczny rozumiał pow iązanie układów : mechanicznego, elektronicznego wraz ze sterowaniem komputerowym. Mechatronikę w iązano jedynie z robotyką. Ówcześnie to w laśnie komputerowe sterowanie robotami było zagadnieniem najbardziej zaawansowanym technologicznie -stąd takie zawężenie definicji.

Współcześnie pojęcie mechatroniki uległo znaczącej modernizacji. Rozwój sprzętu i oprogramowania wspierającego pracę inżynierów, na co dzień związanych z różnymi obszarami badawczymi, podczas projektowania systemów mechatronicznych sprawił, że dziedziny wiedzy takie, jak technologie informacyjne, elektronika i technika cyfrowa poszerzają zakres mechatronicznego rozumienia złożonych urządzeń technicznych.

Na rysunku 1.4 przedstawiono najbardziej aktualną charakterystykę mechatroniki, jaką znaleźć można w literaturze. W myśl schematu z rysunku 1.4 systemami bądź układami mechatronicznymi nazywa się