具体描述
《电子技能实训》分为2篇：第1篇介绍了常用电子测量仪器的主要性能及其使用方法；第2篇介绍了模拟电路和数字电路等19个实训，旨在培养学生的电子技术基本技能。实训内容及其难易程度满足了不同层次的教学要求，各任课教师可根据实际情况灵活选用。
《电子技能实训》可作为高职高专，以及本科院校创办的二级职业技术学院电子信息类各专业的实践教学教材，还可供从事电子技术的工程技术人员阅读参考。
穿越机械之魂：工业自动化与智能控制的深度探索 书名： 机械之魂：工业自动化与智能控制的深度探索 作者： 陆远、陈曦 出版社： 蓝图科技出版社 出版年份： 2023年 --- 内容提要： 本书并非关于基础电子元件或电路原理的入门手册，它将带领读者深入工业自动化的核心殿堂，专注于高端制造、智能决策与系统集成的前沿技术。我们旨在构建一座连接理论知识与复杂工程实践的桥梁，探讨如何利用现代信息技术、先进控制算法和精密机械系统，实现真正意义上的“智慧工厂”。本书侧重于系统层面的设计、优化与维护，而非单个电子模块的操作指南。 全书共分为五大部分，涵盖了从底层数据采集到顶层云端调度的完整链条。 --- 第一部分：现代工业控制系统的架构与演进 (约300字) 本部分深入剖析了当代工业控制体系的宏观结构，着重于软硬件的深度融合趋势。我们不再停留于传统的PLC（可编程逻辑控制器）的指令集学习，而是探讨PAC（可编程自动化控制器）在处理复杂运动控制和高速数据流方面的能力。 重点阐述了控制层次模型（如ISA-95标准）在实际生产线中的应用与挑战。读者将了解到，如何设计一个兼顾实时性、可靠性与可扩展性的分布式控制网络。讨论范围包括：工业以太网（如EtherCAT、Profinet）的协议深度解析、控制系统冗余设计（故障切换策略）以及嵌入式系统在边缘计算节点中的关键作用。本章着重于系统架构师的视角，而非底层工程师的接线指导。 --- 第二部分：高级运动控制与机器人学基础 (约350字) 本部分聚焦于机械运动的精确控制，这是实现高端制造的关键。我们跳脱出简单的点位控制，深入探讨多轴联动、轨迹规划与误差补偿的复杂算法。 复杂路径插补： 详细分析了S曲线速度规划、样条曲线插补在五轴以上机床和高速搬运机器人中的实现原理，并对比了不同插补算法在计算负载和运动平滑度上的优劣。 动力学模型与逆运动学求解： 探讨了基于牛顿-欧拉法和拉格朗日法的机器人动力学建模，并介绍了雅可比矩阵的实时逆解在保证末端执行器精确姿态控制中的应用。 伺服驱动系统的精细化调优： 重点阐述了先进PID控制器的设计（如前馈控制、自适应控制在应对负载变化时的表现），以及如何通过FFT分析快速识别系统共振点，优化环路带宽，以达到亚微米级的定位精度。 本章内容对那些需要设计高精度、高动态性能设备的工程师具有极高的参考价值。 --- 第三部分：工业物联网（IIoT）与数据采集与集成 (约350字) 本章将控制系统置于更广阔的数字化背景下，探讨数据如何在生产现场高效、安全地流动。我们关注的是如何将来自传感器、执行器和控制器的“原始数据”转化为“可操作的洞察力”。 OPC UA协议的深度应用： 详细解析了OPC UA在安全通信、信息模型建立和跨平台数据语义互操作性方面的优势，以及在构建统一信息集成平台中的核心地位。 边缘计算在控制中的部署： 讨论了如何在边缘侧进行实时数据预处理、报警过滤和本地AI推理，以减轻云端负担并保障关键过程的实时响应能力。 数据湖与时序数据库（TSDB）： 探讨了如何选择和构建最适合存储海量工业传感器数据的数据库架构（如InfluxDB, TimescaleDB），以及如何利用这些数据进行历史趋势分析和异常检测。 本部分是理解从OT（操作技术）到IT（信息技术）融合的关键。 --- 第四部分：面向生产优化的智能控制算法 (约300字) 本部分是本书的理论高地，聚焦于如何利用机器学习和优化理论来超越传统固定参数控制。 强化学习在过程控制中的探索： 介绍如何将复杂的启停序列、批次过程的参数优化问题建模为马尔可夫决策过程（MDP），并应用Q学习或Actor-Critic算法进行策略学习，以实现能源效率的最大化或产品质量的稳定化。 模型预测控制（MPC）的工程实现： 详述了MPC如何通过求解一个实时的滚动优化问题，有效处理系统约束（如阀门开度限制、温度上限）和多变量耦合问题。重点在于如何高效地求解二次规划（QP）问题。 数字孪生（Digital Twin）在调试与优化中的应用： 探讨了如何构建高保真度的物理模型，用于离线验证控制策略、预测设备老化，并指导生产调度优化，实现“先模拟，后实施”的迭代流程。 --- 第五部分：系统安全、维护与生命周期管理 (约200字) 在高度互联的现代工厂中，安全与可靠性是系统的生命线。本部分关注的是系统生命周期的可持续性管理。 工业网络安全（OT Security）： 探讨了针对SCADA和DCS系统的威胁模型（如渗透测试方法），以及纵深防御策略，包括网络分段（Purdue模型重述）、入侵检测系统（IDS）在工业网络中的部署，以及安全补丁的零停机管理流程。 预测性维护（PdM）的实现： 基于第四部分采集的数据，介绍如何利用振动分析、热成像数据，结合异常检测算法（如隔离森林、自编码器），提前预警机械故障，将维护从时间驱动转变为状态驱动。 系统生命周期与升级策略： 讨论了在不影响连续生产的前提下，如何安全地进行硬件平台迁移、固件升级和软件版本迭代的风险管理。 --- 目标读者： 本书面向具备一定电子或机电基础知识的自动化工程师、系统集成项目经理、控制系统研发人员，以及希望深入了解现代智能制造核心技术的高级技术院校学生和科研人员。本书的阅读门槛较高，要求读者对控制理论、信号处理及基础编程概念有扎实的理解。
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