machinestelsel

Een machinestelsel is een samenhangend geheel van mechanische componenten dat gezamenlijk een taak uitvoert, zoals het omzetten van energie in beweging, het verplaatsen van voorwerpen of het reguleren van een proces. Het begrip wordt gebruikt in de werktuigbouwkunde en automatisering en verwijst naar systemen waarin onderdelen via mechanische, elektrische en informatica-koppelingen op elkaar zijn afgestemd.

Een machinestelsel bestaat doorgaans uit verschillende elementen: een energiebron (bijvoorbeeld een elektrische motor of brandstof), aandrijving en transmissie (assen, tandwielen, riemen), eindwerking of actuators (bijvoorbeeld grijpers of cilinders), een structurele behuizing en montagepunten, sensoren en meetapparatuur, en een regel- en besturingssysteem dat de beweging en interacties coördineert. Daarnaast spelen koppelingen met de omgeving en veiligheidsvoorzieningen een rol.

Besturing kan open-loop zijn, waarbij de output zonder terugkoppeling wordt gecontroleerd, of gesloten-loopregeling, waarbij sensoren het effect meten en de input bijsturen via een controller (bijvoorbeeld een PID-regeling). Modellen van kinematica en dynamica worden gebruikt om gedrag te voorspellen en te optimaliseren, onder meer met simulaties en prototyping.

Soorten machinestelsels variëren van eenvoudige mechanische constructies tot complexe mechatronische en robottische systemen. In moderne toepassingen spelen elektrificatie, automatisering en informatietechnologie een grote rol, inclusief hydraulische en pneumatische aandrijvingen, embedded besturing en netwerken voor monitoring en gegevensuitwisseling.

Het ontwerp van een machinestelsel doorloopt doorgaans fasen als functionele analyse, systeemmodellering, simulatie, tests en onderhoud. Belangrijke aandachtspunten zijn energie-efficiëntie, betrouwbaarheid, veiligheid en beveiliging van aansturingssystemen.