Tematyka naukowo-badawcza w Katedrze Mechatroniki obejmuje szerokie spektrum zagadnień, które podejmowano w ramach prac doktorskich i habilitacyjnych, ale przede wszystkim – w ramach grantów naukowo-badawczych Komitetu Badań Naukowych (KBN) i Rady Nauki MNiSW, prac badawczych własnych (BW) i prac badawczych statutowych (BK) oraz na zlecenie firm przemysłowych z kraju lub zagranicy.

Początkowe lata działalności zespołu mechatroniki wiązały się z tematyką maszyn elektrycznych i napędu elektrycznego, aby następnie – stopniowo i konsekwentnie – ewoluować w kierunku złożonych układów automatyki i robotyki, niekonwencjonalnych aktuatorów i elementów mechatroniki, układów z materiałami „inteligentnymi” typu SMART oraz zaawansowanych systemów pomiarowych. Wiele tematów rozwijanych było systematycznie przez dłuższe okresy i nadal znajduje się w polu zainteresowań Katedry, urastając do rangi tematów wiodących; inne – stopniowo zanikły i zostały zastąpione tematami nowocześniejszymi i bardziej potrzebnymi z punktu widzenia problematyki dydaktycznej na kierunku Mechatronika.

Aktualna i wiodąca tematyka badawcza skupia się wokół 4 głównych nurtów:

• precyzyjne laserowe pomiary przemieszczeń i drgań do zastosowań naukowych i przemysłowych,
• pomiary termowizyjne w zastosowaniu do przetworników elektromechanicznych, systemów mechatronicznych, materiałów typu Smart i innych,
• wyspecjalizowane pomiary drgań i wibracji w celu identyfikacji charakterystyk amplitudowo-fazowych elementów systemów mechatronicznych z wykorzystaniem opracowanych wstrząsarek i generatorów drgań skrętnych,
• badanie i budowa systemów automatyki przemysłowej, fragmentów linii produkcyjnych oraz gniazd robotów.

W różnych okresach podejmowano również następujące zagadnienia i tematy:

• graficzno-analityczna metoda analizy maszyn elektrycznych, z uwzględnieniem wyższych harmonicznych przestrzennych przepływu i użłobkowania,
• metody jakościowe analizy równań różniczkowych maszyn elektrycznych,
• elektromagnetyczne momenty pasożytnicze w indukcyjnych silnikach klatkowych,
• poliharmoniczne modele obwodowe maszyn indukcyjnych 3-fazowych, wielofazowych, 1-fazowych, z kondensatorem pracy i ze zwartą fazą pomocniczą, oraz maszyn zasilanych z przekształtników energoelektronicznych,
• modele polowe silników indukcyjnych, uwzględniające wyższe harmoniczne przestrzenne przepływu uzwojeń,
• momenty reluktancyjne, związane z użłobkowaniem powierzchni stojana i wirnika maszyny elektrycznej,
• tłumienie momentów pasożytniczych w silnikach indukcyjnych klatkowych za pomocą pojedynczego (lub wielokrotnych) dodatkowego pierścienia zwierającego w wirniku,
• rozruch silników synchronicznych i reluktancyjnych,
• wielofazowe i wielobiegowe silniki indukcyjne,
• niekonwencjonalne silniki elektryczne, konstruowane na bazie maszyn produkowanych seryjnie,
• silniki i aktuatory liniowo-obrotowe (o 2 stopniach swobody ruchu),
• sprzęgła magnetoreologiczne o regulowanej wartości momentu przeniesienia,
• hamulce magnetoreologiczne liniowo-obrotowe (o 2 stopniach swobody ruchu),
• aktuatory liniowe, wykorzystujące materiały z pamięcią kształtu SMA (w formie cięgien, spirali i tłoczków),
• sterowanie układami elektromechanicznymi i robotami przez sieć Internet,
• stacje dysków twardych oraz ich układy napędowe,
• metody aktywnego tłumienia drgań w systemach mechatronicznych,
• systemy pozycjonowania głowic pamięci masowych o wielu stopniach swobody,
• manipulatory o rozgałęzionym schemacie kinematycznym,
• silniki piezoelektryczne i elektrostatyczne w mikrosystemach napędowych,
• zaawansowane metody pomiarowe z wykorzystaniem głowic laserowych i technik termowizyjnych,
• techniki skanowania w analizie geometrii krawędzi oraz powierzchni,
• nowoczesne systemy chłodzenia w systemach elektronicznych i mechatronicznych (m.in. rurki cieplne, ogniwa Peltiera),
• komputerowo wspomagane, matematyczne metody analizy złożonych systemów mechatronicznych, o wysokim stopniu integracji technologicznej i funkcjonalnej (m.in. rozwinięcie: metody Lagrange’a, formalizmu Hamiltona oraz notacji Denavita-Hartenberga, techniki odwracania macierzy blokowych i operacji na wypełnieniach macierzy, metodologia dekompozycji i transformacji struktury, uogólnienie transformacji liniowych oraz metody efektywnej redukcji liczby zmiennych przez wprowadzanie nowych układów współrzędnych itd.),
• wstrząsarki elektromagnetyczne o sterowanych amplitudach i częstotliwościach drgań,
• generatory drgań skrętnych o regulowanej amplitudzie i częstotliwości do badań wytrzymałościowych materiałów oraz właściwości dynamicznych złożonych układów elektromagnetycznych i systemów mechatronicznych, wykorzystujące momenty pasożytnicze przemienne,
• reluktancyjne wzbudniki drgań harmonicznych skrętnych do badania charakterystyk częstotliwościowych złożonych układów elektromechanicznych i mechatronicznych,
• badania trwałości elementów systemów elektromechanicznych, związanych z drganiami,
• roboty o budowie niekonwencjonalnej,
• systemy wizyjne robotów,
• hybrydowe wyrzutnie pneumatyczno-elektromagnetyczne (z modułami szynowymi i cewkowymi),
• elektromagnetyczne systemy lewitacyjne i łożyska magnetyczne, zagadnienia akustyczne i tłumienie hałasu w urządzeniach elektromechanicznych,
• alternatywne źródła energii małej mocy typu energy harvesting.