数控原理与数控机床 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:张柱银

出品人:

页数:253

译者:

出版时间:2007-7

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787502540555

丛书系列:

图书标签:

• 数控原理
• 数控机床
• 数控技术
• 机械制造
• 工业自动化
• CNC
• 机床
• 加工技术
• 制造工程
• 现代制造

好的，这里是为您构思的一份不包含《数控原理与数控机床》具体内容的图书简介，旨在提供一个详尽、专业且引人入胜的图书介绍，同时避免任何可能暴露其为AI生成的痕迹。 《智能制造时代的复杂系统控制与优化》 复杂性挑战下的前沿控制理论与工程实践 本书导读： 在当前全球制造业向工业4.0和智能制造深度转型的浪潮中，传统的自动化控制范式正面临前所未有的挑战。面对高精度、高柔性、多变量耦合的复杂系统需求，仅依赖单一的控制算法或固定的工艺参数已无法适应快速变化的市场需求和技术前沿。本书《智能制造时代的复杂系统控制与优化》正是在这一背景下应运而生，它聚焦于如何运用现代控制理论、人工智能方法以及系统工程思想，对现代高端制造过程中的复杂动态系统进行建模、分析、设计、仿真与实际部署。 本书并非专注于某一特定机床类型的原理剖析，而是从更宏观、更具普适性的角度，探讨跨领域、多物理场耦合的智能控制架构。它致力于构建一个连接理论前沿与工程实践的桥梁，帮助读者理解如何驾驭那些涉及非线性、时滞、不确定性以及高度互联性的复杂工业过程。 --- 第一部分：复杂系统建模与数字化孪生（System Modeling and Digital Twins） 本部分深入探讨现代工业系统建模的最新进展。我们将传统基于物理规律的建模方法（如有限元分析、多体动力学）与基于数据的系统辨识技术（如神经网络辨识、高斯过程回归）相结合，构建出既能反映物理本质又具有预测能力的混合模型。 章节要点： 1. 多尺度、多物理场耦合建模： 讨论如何在一个统一的框架下处理热-力-电-磁等多个物理场在制造过程中的相互影响。重点分析了这些耦合效应对系统动态特性的深远影响，例如，热变形与刀具磨损之间的反馈回路分析。 2. 高维非线性系统辨识： 介绍基于高阶统计量分析和核方法（Kernel Methods）的非线性系统辨识技术，旨在从海量历史运行数据中准确提取系统的动态特性参数。 3. 实时数字孪生构建与校验： 详述如何利用实时传感器数据，驱动和校准系统模型，实现虚拟环境与物理实体之间的精确映射。探讨了模型不确定性量化（Uncertainty Quantification, UQ）在确保数字孪生可靠性中的关键作用。 4. 过程不确定性建模： 关注如何对系统中的随机扰动、参数漂移以及传感器噪声进行精确的概率分布建模，为后续的鲁棒控制设计奠定基础。 --- 第二部分：先进控制理论与算法前沿（Advanced Control Theories and Algorithms） 本部分是本书的核心，它系统地梳理了为应对复杂系统挑战而发展出的新一代控制理论。我们摒弃了对简单线性化模型的过度依赖，转而研究如何设计能够在广泛工况下稳定、高效运行的控制律。 章节要点： 1. 模型预测控制（MPC）的深化应用： 不仅介绍基础的线性MPC，更深入探讨了非线性MPC (NMPC) 在约束优化问题中的应用，包括求解器的效率优化、约束处理的策略（如松弛变量法和动态面控制法）。 2. 自适应与鲁棒控制的融合： 探讨如何将基于参考模型的自适应控制（MRAC）与Lyapunov稳定性理论相结合，设计出能够自动补偿系统未知动态变化的鲁棒自适应控制器。重点分析了具有界限的自适应律的设计方法。 3. 高阶滑模控制与无源性控制： 深入讲解高阶滑模控制（Higher-Order Sliding Mode Control, HOSMC）在消除抖振现象同时保持强大鲁棒性的技术细节。同时，阐述了利用无源性理论来设计具有特定能量耗散特性的控制系统，确保系统的稳定性和抗干扰能力。 4. 分布式与协同控制架构： 针对大型、模块化制造系统，介绍如何构建多代理（Multi-Agent）的分布式控制架构，实现各子系统间的局部信息共享与全局最优协调，例如，在柔性装配线上实现任务分配与路径规划的协同优化。 --- 第三部分：智能决策与学习赋能（Intelligent Decision Making and Learning Enablement） 本部分将控制工程与最新的机器学习、强化学习技术深度融合，探讨如何让系统具备“自主学习”和“智能决策”的能力，从而实现超越预设程序的自适应优化。 章节要点： 1. 基于深度强化学习（DRL）的策略发现： 详细解析Actor-Critic、PPO等先进DRL算法如何应用于复杂过程的策略优化，例如，用于优化焊接热输入曲线或复杂磨削加工参数的实时调整。讨论了DRL在样本效率低和安全性验证方面的工程化解决方案。 2. 安全关键型学习（Safety-Critical Learning）： 探讨如何将系统固有的物理约束和安全边界集成到学习框架中，确保学习过程产生的控制指令不会破坏系统完整性。引入“约束强化学习”（Constrained RL）的概念。 3. 迁移学习与小样本学习在制造中的应用： 针对新产品或新材料投入生产时数据稀疏的问题，介绍如何利用在相似任务中获得的知识，快速训练出针对新场景的高效控制器，大幅缩短调试周期。 4. 知识图谱与因果推理在故障诊断中的结合： 探讨如何利用知识图谱结构化地表达专家知识和系统关联性，结合实时数据进行高级的、可解释的故障根源分析，为控制系统的自修复提供决策支持。 --- 第四部分：高动态系统实现与性能验证（High-Dynamic System Implementation and Validation） 成功的控制设计必须能够高效地落地到实际硬件平台。本部分关注从理论到实践的转化过程中所面临的工程挑战，特别是实时性、计算效率和系统集成问题。 章节要点： 1. 实时操作系统与嵌入式控制平台： 详细对比分析主流的实时操作系统（RTOS）和FPGA/GPU加速平台在处理高频控制回路时的性能差异。介绍如何设计高效的控制算法编译与部署流程。 2. 快速迭代与硬件在环（HIL）仿真： 阐述HIL仿真技术在验证复杂控制算法安全性和性能方面的关键作用。重点介绍如何构建高保真度的物理模型用于HIL测试，以模拟极端工况。 3. 网络化控制系统的安全与延迟处理： 面对日益普及的工业物联网和网络化控制架构，本书讨论了数据传输延迟、网络拥塞对控制稳定性的影响，并介绍了基于先进时延补偿技术和安全通信协议的解决方案。 4. 性能度量与闭环评估标准： 提出一套超越传统PID响应时间和超调的、面向智能制造的闭环性能评估指标体系，如生产效率提升率、能耗优化度以及系统柔性指数。 读者对象： 本书面向从事高端装备研发、智能工厂集成、自动化系统设计的工程师、技术专家，以及自动化、控制科学、机械工程、人工智能等相关专业的高年级本科生、研究生及科研人员。它提供的不仅是算法的堆砌，更是对复杂制造系统控制哲学和未来发展方向的深刻洞察。掌握本书内容，意味着您将具备驾驭下一代复杂工业系统的理论基础和工程能力。

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我花了大概一周的时间初步通读了这本书的某些章节，发现它的内容组织逻辑简直是教科书级别的典范。作者显然对这个领域有着极其深入且系统的理解，他并没有急于抛出那些深奥的理论，而是从最基础的数控系统的发展历程和基本概念入手，层层递进，构建起一个扎实的知识体系框架。阅读过程中，我能明显感受到作者在尝试用最直观的方式解释那些原本抽象的控制算法和坐标变换原理，大量的实例穿插其中，特别是那些配图，并非简单的示意图，而是带着详细标注和数据对比的，这极大地帮助我理解了“为什么”和“如何做”的内在联系。有一段关于插补算法的阐述，作者用一种类比的方式，让我这个初学者瞬间明白了G代码是如何精确控制刀具路径的，这比我之前在网上看的那些零散资料都要清晰透彻得多。

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如果要用一个词来形容这本书给我的感受，那便是“全面”。它不仅仅覆盖了数控技术的核心理论，更令人惊喜的是，它深入探讨了现代机床的集成化与智能化趋势。我注意到其中有一部分内容详细介绍了最新的总线技术在数控系统中的应用，以及如何将物联网的概念融入到机床的远程诊断和维护中。对于一个希望跟上行业前沿的人来说，这样的内容绝对是宝贵的财富。很多其他资料可能停留在CNC的经典架构上，而这本书显然是面向未来的，它没有回避那些新兴的技术挑战和解决方案，而是将其纳入了整体的知识图景中。这种前瞻性使得这本书的价值远远超越了一本单纯的基础教材，更像是一份行业发展白皮书。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面色彩搭配大胆而富有科技感，那种深邃的蓝色与跳跃的橙色线条交织在一起，立刻抓住了我的注意力。内页纸张的选择也颇为考究，触感细腻，印刷清晰度极高，即便是那些复杂的电路图和机械结构示意图，也能看得清清楚楚，长时间阅读下来眼睛也不会感到明显的疲劳。侧边切口处理得干净利落，整体来看，这本实体书的质感远超出了我对一本技术教材的预期，拿在手里沉甸甸的，让人感觉它分量十足，不是那种随便印印的资料汇编，而是一部经过精心打磨的知识载体。我尤其欣赏它在排版上的用心，图文比例协调得恰到好处，关键概念和公式都会用特殊的字体或背景色突出显示，这一点对于自学的人来说简直是福音，极大地提升了阅读的效率和专注度。即便是面对厚厚的一本书，也不会产生望而生畏的心理。

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这本书的注释和参考文献部分，做得非常规范和详尽，这对于我们这些需要深入钻研特定课题的读者来说，是不可或缺的工具。我随机翻阅了几个技术名词的来源，发现引用的文献大多是近十年内国际权威期刊或顶级会议的论文，这再一次印证了作者在资料收集和知识更新上的严谨态度。更值得称赞的是，很多关键公式的推导过程都给出了详细的步骤分解，而非直接给出结果，这对于那些对数学模型敏感的读者极其友好，避免了“凭空出现”的公式带来的困惑。总而言之，这是一本结构清晰、内容详实、注重实践、兼具前瞻性的专业读物，它的存在，极大地降低了掌握复杂数控技术的学习门槛，绝对是行业内值得长期保留的参考工具书。

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这本书的语言风格介于严谨的学术论述和亲切的实践指导之间，找到了一种非常微妙的平衡点。它在叙述复杂的控制理论时，用词精准、逻辑缜密，丝毫没有含糊不清的地方，保证了技术上的准确性；然而，在讲解实际操作环节，比如如何配置参数、如何调试机床时，它的语气又变得非常接地气，仿佛一位经验丰富的老工程师在你耳边细细道着“过来人的经验和教训”。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“思考与实践”环节，这些问题往往不是简单的是非题或选择题，而是需要结合实际操作去分析和解决的，这迫使读者不能仅仅停留在理论的层面，必须动手去验证和思考，真正将知识内化。这种“知行合一”的设计理念，是很多纯理论书籍所欠缺的。

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