Integracja elementów mechanicznych, elektrycznych, elektronicznych, 

układów sterowania i oprogramowania  

w projektowaniu mechatronicznym (1) 

 
 

Interdyscyplinarność – stwierdzenie obecności pierwiastków struktury w 

produkcie mechatronicznym 

 

Cecha jakościowa 

 
Integracja 

– zespół działań zmierzających do włączenia  

do produktu mechatronicznego pierwiastków 
struktury, wraz z przyporządkowaniem 
współczynników wagowych właściwych tym 
pierwiastkom 

 

 

Cecha jakościowa

 i ilościowa (??) 

Problem: jak zidentyfikować (zmierzyć) stopień zintegrowania pierwiastków 

struktury 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

NaleŜy zdefiniować miarę stopnia zintegrowania 

wspólną 

dla wszystkich 

komponentów 

 

 

Identyfikacja rozpatrywanej struktury mechatronicznej (system + 
realizowany proces technologiczny) 
Uwaga: system stanowiący strukturę mechatroniczną moŜe stanowić 

jedynie część całego układu 

 

 

Zdefiniowanie 

miary zintegrowania

 

 

– wielkość fizyczna (wspólna dla wszystkich komponentów), np. 

zmagazynowana energia potencjalna i kinetyczna 
  

 
– wielkość abstrakcyjna, która nie ma jednoznacznej interpretacji 

fizycznej  

 
 
 

Przykład 
 
 

 
 
 
 
x

2

=x

1 

 
Uwaga: siłę P

*

 na razie pomijamy 

 
Do opisu wprowadzamy współrzędne: 

ϕ

, 

ϕ

1, 

x, x

1

, x

2

. 

 
Obliczamy: 
 
 

z

WY

t

P

WE

≡

≡

)

(

2

2

1

1

2

1

2

1

Q

D

x

k

U

&

α

⋅

=

⋅

=

 
Równania więzów: 

 

 

W rezultacie: 
 

 

Problem: jak uwzględniać elementy rozpraszające energię 

 

 

funkcja rozproszenia energii jest 

strumieniem energii

 

(

)

2

2

2

2

2

1

2

1

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

ϕ

ϕ

&

&

&













+

+

+

+

⋅













⋅

=

mr

MR

z

m

M

r

m

T

z

R

r

R

A

x

A

Q

z

R

r

R

r

R

x

R

z

⋅

−

⋅

=

⋅

=

⋅

−

=

−

=

=

ϕ

ϕ

)

(

z

r

r

x

x

x

z

R

x

⋅

=

=

=

=

⋅

=

1

1

1

1

1

2

1

2

2

2

ϕ

ϕ

2

2

2

*

2

1

4

2

1

4

2

1

z

k

z

k

z

k

V

⋅

=

⋅

=

⋅

=

z

R

r

R

A

Q

&

&

⋅

−

⋅

=

2

2

2

2

1

z

R

r

R

A

D

&

⋅













−

⋅

=

α

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Podstawowe komponenty 
mechatroniki 

 
Mechanika 
  konstrukcja maszyn 
  dynamika maszyn 

technologia maszyn 

Elektronika 

system pomiaru i analizy 
drgań 

  system sterowania pracą 

obrabiarki  

Informatyka 

symulacje 

  przetwarzanie sygnałów 

algorytm sterowania 

Sterowanie 
  program 

zmiennej 

prędkości obrotowej 
sterowanie w układzie 
otwartym 

 

Problem: jest integracja wszystkich komponentów, jak ocenić ich 

udziały energetyczne

 

Przykłady integracji komponentów w projektowaniu mechatronicznym 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Podstawowe komponenty 
mechatroniki 

 
Mechanika 
  konstrukcja maszyn 
  dynamika maszyn 

technologia maszyn 

Elektronika 

system pomiaru i analizy 
drgań 

  system sterowania pracą 

obrabiarki  

Informatyka 

symulacje 

  przetwarzanie sygnałów 

algorytm sterowania 
identyfikacja modelu 
obliczeniowego 

Sterowanie 
  program 

zmiennej 

prędkości obrotowej 
sterowanie w układzie 
otwartym 
optymalizacja prędkości 
obrotowej wrzeciona 

 

Ocena stopnia zintegrowania 

na bazie szacowania udziałów pierwiastków 

wiedzy

 i 

umiejętności 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
   

 
 
 
 

ui

wj

ij

p

p

S

⋅

=

Idealne rozwiązanie: równe 
współczynniki wagowe  

Problem: jest integracja wszystkich komponentów, jak ocenić jej stopień

 

 

 

Ocena stopnia zintegrowania komponentów mechatroniki nie ma 

jednoznacznie zdefiniowanej uniwersalnej miary. Jest to ocena 
szacunkowa, dokonana na bazie załoŜeń przyjętych arbitralnie 

 

 

Integracja komponentów mechatroniki w produkcie pozostanie 

cechą jakościową projektowania mechatronicznego 

 

 

Integracja komponentów mechatroniki w produkcie jest niezbędna 

dla zaistnienia projektu (produktu) mechatronicznego