MATLAB und Simulink bei Kinematik und Dynamik

Akademische Fachkräfte verwenden MATLAB und Simulink, um die Lehre in zentralen Maschinenbaufächern zu verbessern und Forschungsentwicklungen in den Bereichen Robotik, Mechatronik und Entwurf komplexer Mechanismen zu vereinfachen.

Mit MATLAB und Simulink können Lehrende und Forschende Folgendes:

  • die Lehre von Grundlagenfächern in Kinetik, Kinematik und Dynamik verbessern
  • den Einsatz ihrer analytischen und experimentellen Methoden durch numerische Tools erweitern
  • die Verbindung von grundlegenden physikalischen Phänomenen zu realen Anwendungen in Robotik und Mechatronik ziehen
  • virtuelle und physische Labore integrieren, um das experimentelle Erlernen mechanischer Systeme zu vereinfachen

Von Kinematik und Dynamik über Robotik bis hin zu Mechatronik

Unterrichten von Festkörperdynamiken mittels MATLAB und Computational Thinking

Verbesserte Lehre im Bereich Kinematik und Dynamik

Verwenden Sie MATLAB Live Editor und seine Apps, um Konzepte in Kinematik und Dynamik zu lehren. Bieten Sie eine fokussierte, organisierte Lernumgebung, indem Sie beschreibende Erklärungen, symbolische Ableitung und Analyse, numerische Implementierung und Visualisierung der Ergebnisse kombinieren. Versetzen Sie Studierende in die Lage, das Systemverhalten für verschiedene Parameter und Bedingungen mithilfe interaktiver Steuerelemente zu analysieren und zu visualisieren – damit sie technische Intuition durch Computational Thinking entwickeln.

Empfohlene Angebote

Inverse Kinematik bei einem Zweigelenk-Roboterarm mit Gelenkwinkeln und Endeffektor-Heatmaps.

Ableiten und Anwenden inverser Kinematik auf einen Zweigelenk-Roboterarm.

Analytische Lösungen von System-Kinematik und -Dynamik

Leiten Sie mit der Symbolic Math Toolbox analytische Lösungen für Bewegungsgleichungen ab und werten Sie sie aus. Die geschlossenen Lösungen kanonischer Systeme bieten ein tieferes Verständnis des Systemverhaltens. Exportieren Sie diese Lösungen als numerische Implementierungen in MATLAB und Simulink oder verwenden Sie sie zur Verifizierung und Validierung anderer numerischer Methoden.

Empfohlene Angebote

Einführung in die Robotics System Toolbox

Kinematik und Dynamik bei Robotiksystemen

Entwerfen, simulieren, testen und implementieren Sie Manipulatoren und mobile Roboter mit der Robotics System Toolbox. Für jene Manipulatoren enthält die Toolbox unter anderem Algorithmen zur Kollisionsprüfung, Pfadplanung, Generierung von Bewegungsbahnen, Vorwärts- und Inverskinematik und Dynamik mithilfe einer Starrkörper-Baumdarstellung. Dazu kommen für mobile Roboter auch Algorithmen zur Kartierung, Lokalisierung, Bewegungsplanung und -verfolgung sowie zur Bewegungssteuerung.

Entdecken Sie zusätzliche MATLAB- und Simulink-Produkte und -Workflows bei der Robotik-Lehre.

Empfohlene Angebote

Schematisches Simscape Multibody-Modell und 3D-Ansicht des Mechanics Explorer für den Dreistab-Mechanismus mit Schiebenaht.

Aufbau eines Mehrkörpers in Simulink.

Mehrkörper-Simulation und -Visualisierung  

Simscape Multibody bietet eine umfassende Mehrkörper-Simulationsumgebung für mechanische 3D-Systeme wie etwa Roboter, Fahrzeugaufhängungen, Baumaschinen oder Fahrwerke für Luftfahrzeuge. Modellieren Sie Mehrkörpersysteme mithilfe von Blöcken, die Körper, Gelenke, Beschränkungen, Kraftelemente und Sensoren darstellen.

Simscape Multibody formuliert und löst dabei die Bewegungsgleichungen für das gesamte mechanische System. Importieren Sie komplette CAD-Baugruppen, mit allen Massen, Trägheiten, Verbindungen, Beschränkungen sowie der 3D-Geometrie, in Ihr Modell. Visualisieren Sie die Systemdynamik mithilfe automatisch generierter 3D-Animationen.

Empfohlene Angebote

Virtuelle und physische Darstellung eines Experiments mit Übergangsvibration.

Erkundung eines virtuellen Labors zu Vibration.

Virtuelle und physische Labore

Virtuelle Labore verbinden grundlegendes Lernen und Anwendungen an realen Mechanismen. Nutzen Sie 3D-Visualisierungen, um physikalische Experimente in Vorlesungen zu replizieren, um praxisnahes Lernen für jeden zugänglich zu machen. Leiten Sie Studierende dabei an, verschiedene Szenarien zu erkunden, mit denen sie ihr Verständnis des Systemverhaltens und der zugrunde liegenden Physik in einer sicheren, kontrollierten Umgebung vertiefen können, bevor sie an physischen Experimenten arbeiten. Lassen Sie die Studierenden die Systemantworten vergleichen und kontrastieren, um das Erlernte zu verstärken.

Empfohlene Angebote

Modelle industrieller Lastfahrzeuge in Simscape

Entwerfen und Entwickeln von Fahrzeugen, Flurförderzeugen und Schwermaschinen.

Entwurf und Implementierung komplexer Mechanismen

Komplexe Mechanismen in realen Anwendungen verfügen häufig über Regelungssysteme und eine Vielzahl integrierter Soft- und Hardware. Integrieren Sie mechanische, elektrische und programmatische Komponenten in technischen Systemen mithilfe der erweiterten Funktionen von MATLAB und Simulink beim Regelungssystementwurf, bei der physischen Mehrdomänen-Modellierung und bei der Hardware-Implementierung.

Empfohlene Angebote

Beispiele aus Forschung und Lehre

Anwenden eines modellbasierten Ansatzes bei der Entwicklung mikrochirurgischer Roboter

Auf Deep Learning basiertes Bewegungserfassungssystem unterstützt die Untersuchung von Geparden in freier Wildbahn

Entwicklung, Fertigung und Regelung eines weich gesteuerten, flugfähigen Mikroroboters

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