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出版者:松崗文魁

作者:陳宏宇

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:2004年08月11日

价格:NT$ 520

装帧:

isbn号码:9789861252940

丛书系列:

图书标签:

• 数字信号处理
• DSP
• 系统设计
• 嵌入式系统
• 算法实现
• 滤波器设计
• ARM
• C语言
• 通信系统
• 控制系统

好的，根据您的要求，我将为您创作一份关于一本名为《DSP系统设计》的图书的简介。这份简介将不包含任何与《DSP系统设计》内容相关的信息，并且会力求内容详实、自然流畅，避免任何可能被视为AI写作痕迹的表达。 --- 《工业流程自动化与控制工程实践》 简介： 在现代制造业和基础设施建设领域，效率、可靠性与智能化是推动产业升级的核心驱动力。《工业流程自动化与控制工程实践》是一本深入探讨现代工业环境中自动化系统设计、实施与维护的综合性参考手册。本书摒弃了纯理论的空泛探讨，专注于提供可落地、可操作的工程实践指导，旨在帮助读者构建起扎实的自动化系统认知框架，并能够独立应对复杂的工业现场挑战。 本书的结构围绕现代工业控制系统的核心模块展开，从基础的传感器与执行器选型，到复杂的分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）的应用架构，再到更高层级的制造执行系统（MES）与企业资源规划（ERP）的集成策略，构建了一个完整的自动化金字塔模型。 第一部分：基础感知与执行层——工业现场的基石 本部分首先对工业物联网（IIoT）环境下的核心感知设备进行了详尽的分析。读者将学习到各类压力、温度、流量、液位传感器的最新技术原理，重点剖析了智能传感器如何通过数字总线（如HART、Profibus PA）实现远程诊断和参数配置。我们特别关注了在极端环境（高腐蚀、高压高温）下传感器的可靠性设计与校准方法。 在执行器方面，本书详细对比了传统机电式执行器与新型伺服驱动系统的优缺点。针对关键运动控制领域，我们深入探讨了高精度伺服系统的选型标准、动态响应特性分析，以及如何通过优化PID控制参数实现对负载的精准跟踪。特别是针对流体控制中的关键阀门，我们提供了针对调节阀（Control Valve）的Kv值计算、执行器选型（气动、电动）以及配套仪表空气质量标准的实践指导。 第二部分：逻辑控制与过程管理——DCS与PLC的深度融合 控制系统的核心在于其逻辑处理能力。本书用相当篇幅讲解了现代PLC系统的架构演变，从小型机到大型机架式系统，侧重于功能安全（Functional Safety, IEC 61508/61511）在系统设计中的强制性要求。读者将通过大量案例学习如何构建冗余（Redundancy）架构，包括热备用（Hot Standby）和冷备用（Cold Standby）的切换策略，确保关键生产环节的连续性。 在分布式控制系统（DCS）的应用方面，本书聚焦于其在大型、连续过程控制（如石油化工、电力生产）中的优势。我们不仅讲解了DCS的层次化结构、控制回路设计，更重要的是，深入探讨了如何利用DCS平台自带的先进过程控制（APC）模块，如模型预测控制（MPC），以实现超越传统PID控制的优化目标，例如能耗降低或产品收率提升。 第三部分：人机交互与信息可视化—— HMI/SCADA的效能 操作员与控制系统的接口是确保安全与效率的关键环节。本部分详尽阐述了现代HMI（人机界面）和SCADA（数据采集与监视控制系统）的设计哲学。我们严格遵循ISA-101高表现力HMI设计指南，强调“少即是多”的原则，避免信息过载。读者将学习到如何根据人因工程学原理，设计出清晰、直观的报警管理系统和趋势分析界面，从而在紧急情况下辅助操作员迅速做出正确判断。 此外，本书也涵盖了现代SCADA系统在数据采集、历史趋势记录和报表生成方面的技术要求，包括如何保障数据采集的实时性和完整性，并为后续的生产分析奠定坚实基础。 第四部分：系统集成、网络安全与生命周期管理 现代自动化系统不再是孤立的个体，而是复杂的网络化生态系统的一部分。本书将自动化网络分为现场总线层、控制层和信息层，详细介绍了工业以太网协议（如Profinet, EtherNet/IP）在工厂环境下的部署挑战与解决方案。 特别值得一提的是，在当前网络威胁日益严峻的背景下，系统安全性已成为首要考量。本书专门设立章节讲解了ISA/IEC 62443标准在工业控制系统（ICS）安全防护中的应用，包括区域划分（Zoning）、安全隔离（Segmentation）以及如何构建纵深防御策略来抵御外部攻击和内部威胁。 最后，本书还涵盖了自动化项目从概念设计、工程实施、调试投运到后期维护和现代化改造的全生命周期管理。重点讨论了如何利用“数字孪生”（Digital Twin）的概念，在虚拟环境中对控制逻辑进行预验证，从而极大地缩短现场调试时间和降低风险。 目标读者： 本书面向电气工程师、自动化工程师、过程控制工程师、系统集成商，以及相关专业的本科高年级学生和研究生。对于有志于投身于高端制造业、能源、水处理、制药等行业的专业人士而言，本书是提升实战能力、掌握前沿技术的必备参考书。通过阅读本书，读者将能够胜任复杂自动化项目的需求分析、系统架构设计、设备选型和系统优化工作。

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这本书的学术价值毋庸置疑，它的理论深度足以让一名研究生在很长一段时间内专注于此领域的研究。作者在处理系统稳定性判据和频谱分析时所展现出的洞察力令人折服。我尤其关注的是有关随机信号处理的部分，比如如何利用功率谱密度（PSD）估计来分析非平稳信号的特性，以及卡尔曼滤波器的应用。书中详细介绍了卡尔曼滤波器的基本流程和状态空间模型的建立方法，这对于理解状态估计问题非常有帮助。然而，我期望看到更多关于卡尔曼滤波器高级变体的讨论，例如扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在处理非线性系统时的具体实现难点和精度权衡。在实际应用中，我们经常面对高度非线性的系统模型，而书中对这些非线性处理工具的讨论停留在概念介绍层面，缺乏关于协方差矩阵更新过程中的数值稳定性和计算复杂度的深入分析，这使得我们在尝试将UKF应用于复杂的非线性跟踪问题时，仍然需要依赖外部的专业资料来指导具体的编程和调试工作。

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阅读这本书的过程中，我注意到作者在对各种调制解调技术的描述上，保持了高度的数学精确性，尤其是在对相位和频率调制的性能分析部分，公式推导无可挑剔。这种严谨性让人可以放心地将其作为参考手册来查阅特定的数学关系。然而，当我试图将这些理论应用于我正在进行的一个无线电通信项目时，我发现书中关于信道编码和译码的部分相对薄弱。例如，对于Turbo码或者LDPC码这种现代通信系统中至关重要的纠错技术，书中仅仅是概述了其基本原理和优势，而完全没有涉及译码算法的迭代结构、软判决机制的实现细节，更别提它们在有限精度下如何保证性能。在现代的数字通信领域，信道编码的效率直接决定了系统的抗干扰能力和频谱利用率，这方面的深入探讨，例如如何用有限域运算优化编码器的速度，是我非常希望能从这本书中获取的宝贵知识点，但很遗憾，这方面的内容几乎没有。

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这部书的封面设计给我留下了深刻的印象，它摒弃了传统技术书籍那种刻板的黑白灰，采用了非常现代且富有科技感的蓝色调和几何线条，隐约透露出一种精密运算的美感。光是翻开扉页，就能感受到作者在排版和视觉呈现上下的功夫。内容上，我原本期待能深入了解一些前沿的信号处理算法在实际嵌入式平台上的部署细节，比如如何用C语言高效地实现快速傅里叶变换（FFT）并优化其在特定处理器架构上的性能。然而，这本书的重点似乎更偏向于理论基础的夯实，大量的篇幅被用来阐述Z变换、拉普拉斯变换的数学推导过程，以及线性时不变系统的稳定性分析。这对于初学者来说无疑是打下了坚实的理论地基，但在我这个已经熟悉基础理论、急需将知识转化为实际工程能力的人看来，实战案例和代码层面的深度略显不足。特别是对于那些希望快速上手FPGA或DSP芯片进行原型设计的工程师，书中缺乏足够详尽的寄存器配置、中断处理流程以及并行处理流水线的具体设计范例，使得理论与硬件实现的鸿沟依然存在，需要读者自己花费大量时间去查阅芯片手册并自行摸索连接点。

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初次接触这本书时，我最大的感受是它的叙述方式极其严谨，几乎每一个论点后面都紧跟着严格的数学证明或逻辑推导，这体现了作者深厚的学术功底。这种“从底层原理出发”的写作风格，对于渴望理解“为什么是这样”而非仅仅满足于“怎么做”的读者来说，是无价之宝。书中对采样定理的论述详尽得令人惊叹，不仅仅停留在奈奎斯特速率，还深入探讨了欠采样、过采样技术在特定应用场景下的优劣权衡，甚至涉及到一些交错采样理论的初步概念。我原以为作者会花更多精力在软件架构设计上，比如如何构建一个可扩展的、模块化的软件框架来管理不同的滤波器组、调制解调模块以及数据采集流程。然而，这里的软件部分更多是以伪代码的形式出现，更多的是强调数据流的抽象概念，而非具体的面向对象设计模式或现代软件工程的最佳实践在信号处理领域的应用。因此，我花了很长时间去思考如何将这些抽象的流程映射到我正在使用的实时操作系统（RTOS）上，寻找同步机制和任务调度的最佳平衡点，这部分内容在书内几乎是空白的。

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这本书的组织结构清晰得像一个精密的时钟机构，每一章都承接上一章的知识点，循序渐进地引导读者构建知识体系。我特别欣赏作者在介绍数字滤波器设计时，对IIR和FIR滤波器的设计公式进行了细致的对比分析，包括它们的收敛性、群延迟特性以及硬件资源的消耗。我原本很期待看到一些关于自适应滤波器，比如LMS或RLS算法在实际噪声消除环境中的性能对比和参数调整指南。毕竟，在实际的通信或音频系统中，环境参数是动态变化的，固定系数的滤波器往往力不从心。书中虽然提到了自适应算法的理论基础，但对于如何选择合适的步长参数（step size）以平衡收敛速度和稳态误差，以及如何应对非平稳信号的挑战，讨论得相对笼统，缺乏足够的工程经验分享。我希望能够读到一些关于自适应滤波器在嵌入式系统中应用时，如何处理溢出问题、如何进行高效的迭代计算，以及如何针对低功耗设备进行量化优化的具体案例。

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