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出版时间:1900-01-01

价格:18.30元

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isbn号码:9787040066999

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• 工业电子学
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• 嵌入式系统

《电力系统分析与控制》 图书简介 本书深入探讨现代电力系统的核心理论、分析方法与先进控制技术。作为一本面向高年级本科生、研究生以及电力行业专业人士的综合性教材与参考手册，它旨在构建坚实的理论基础，并紧密结合工程实践，以应对当前电力系统日益增长的复杂性、动态性和可持续性要求。 第一部分：电力系统基础与建模 本书伊始，首先回顾了电能的产生、传输与分配的基本原理，重点阐述了电力系统中的基本元件——发电机、输电线路、变压器和负荷的数学建模方法。我们采用相量法（Phasor Analysis）和对称分量法（Symmetrical Components）作为分析工具，这两种方法是理解系统稳态运行和故障分析的基石。 在建模部分，对经典机组（如同步发电机）的暂态模型进行了详尽的讨论，包括其励磁系统、调速器以及电磁暂态过程的描述。同时，鉴于新能源接入的趋势，本书也引入了对电力电子变流器建模的初步介绍，为后续的现代控制理论应用打下基础。 第二部分：电力系统稳态分析 稳态分析是评估电力系统安全、经济运行的先决条件。本部分集中火力于潮流计算（Load Flow Analysis）。我们详细介绍了牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson Method）和快速牛顿法（Fast Decoupled Load Flow）的推导过程、收敛特性及实际应用中的注意事项。对潮流计算的输出结果——节点电压幅值、相角以及功率潮流的解释和利用，是本书的核心内容之一。 此外，本书还专门讨论了无功功率与电压控制。从电感、电容元件的特性出发，阐述了如何通过调节发电机励磁、改变抽头比、以及配置SVC（静止无功补偿器）和STATCOM（静态同步补偿器）等先进装置，来实现对系统电压水平的精确控制，确保系统运行在经济和可靠的范围内。 第三部分：电力系统稳定性分析 稳定性分析是电力系统继电保护与运行管理的关键。本书将稳定性划分为暂态稳定、小扰动稳定（或称动态稳定）和电压稳定三个层面，并分别给出了相应的分析工具和判据。 暂态稳定性（Transient Stability） 部分，重点讲解了经典的大角度摆动方程（Equal Area Criterion）及其局限性，随后深入介绍了基于数值积分法的时域仿真技术，用以分析系统在发生大扰动（如短路或线路跳闸）后的动态响应。 小扰动稳定性（Small-Signal Stability） 方面，本书采用了特征值分析（Eigenvalue Analysis）。通过建立系统的线性化模型，计算矩阵的特征值，评估系统阻尼比和固有频率，从而判断系统是否存在低频振荡风险。我们详细介绍了等效化方法在大型互联系统特征值计算中的重要作用。 电压稳定性和功角稳定性的耦合：在现代电力系统中，无功和有功之间的强耦合性日益显著。本书分析了电压崩溃（Voltage Collapse）的机理，并介绍了能量函数法（Energy Function Method）在评估系统接近崩溃点时的潜力。 第四部分：电力系统故障分析与保护 故障分析是设计和校验继电保护系统的基础。本部分利用对称分量法，系统地分析了三相短路、两相短路、单相接地短路等各类不对称故障。详细推导了短路电流的计算公式，并讨论了不同故障类型对系统电压和功率传输的影响。 在继电保护方面，本书聚焦于电流速断、定时限过流保护，并深入探讨了发电机和变压器的典型保护方案，如瓦斯保护、匝间短路保护等。重点介绍了远动保护（REMOTE Protection） 和故障录波数据的分析方法，强调了如何利用实时监测数据来诊断系统故障和评估保护动作的正确性。 第五部分：现代电力系统与智能电网 面对能源转型和数字化浪潮，电力系统正向着更灵活、更智能的方向发展。本部分关注新能源发电技术（风能、太阳能）对系统稳定性和控制带来的挑战。 并网控制与高级暂态建模：详细阐述了风力发电机组和光伏电站接入电网所需的并网守则（Grid Code）要求，以及高渗透率下，如何通过储能系统（ESS）和柔性直流输电（HVDC）来提供惯量支撑和暂态稳定性增强。 高级控制策略：引入了能量管理系统（EMS） 的核心功能，包括最优潮流（Optimal Power Flow, OPF）的求解算法，旨在最小化运行成本的同时满足所有安全约束。此外，对FACTS（柔性交流输电系统） 装置，如STATCOM和UPFC（统一潮流控制器）的工作原理、控制结构及其在提升传输能力和动态性能方面的应用，进行了深入的剖析。 结语 本书力求在严谨的数学推导与实际工程应用之间找到最佳平衡点，为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的电力系统知识体系。掌握本书内容，读者将具备对大型复杂电力系统进行建模、分析、控制和安全评估的专业能力。

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在阅读关于绿色能源和可持续发展在工业电子中的应用时，我感受到了这本书的时代前沿性。书中详细介绍了光伏逆变器、风力发电变流器等关键设备的工作原理和控制策略。我尤其对 MPPT (最大功率点跟踪) 技术的讲解很感兴趣，理解了如何通过精确的控制算法来最大限度地提高能量转换效率。书中还讨论了储能技术在工业领域的重要性，以及如何与可再生能源系统相结合，实现能源的优化配置和电网的稳定运行。这本书让我看到了工业电子学在应对全球能源挑战中的关键作用，以及技术进步如何推动工业向更环保、更可持续的方向发展。

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当我翻阅到关于工业通信的部分时，我意识到这本书真正触及了工业电子的核心。书中对各种工业现场总线，如 Modbus、CAN、Ethernet/IP 等，都进行了详细的介绍。我尤其对 CAN 总线的部分印象深刻，作者不仅解释了它的分层结构和帧格式，还深入分析了其在汽车电子和工业自动化中的广泛应用，以及其高可靠性和实时性为何如此重要。书中还穿插了一些实际的通信协议解析案例，这让我能更好地理解数据如何在设备之间传输和交互。对于我来说，理解这些通信协议，就如同掌握了工业设备之间“说话”的语言，这对于故障诊断和系统集成来说至关重要。这本书让我明白，高效可靠的通信是实现工业智能化的基石。

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最后，不得不提的是，这本书在许多章节中都穿插了大量的工程案例分析，这对于我这样希望将理论知识应用于实践的学习者来说，无疑是极大的帮助。这些案例涵盖了从简单的电机驱动到复杂的机器人控制，从精密仪器的设计到大规模的工业自动化项目。通过对这些案例的分析，我不仅能更直观地理解书中讲解的技术原理，还能学习到工程师在实际项目中是如何思考问题、权衡利弊、做出决策的。书中对每个案例的背景介绍、技术挑战、解决方案以及最终成果都进行了详细的阐述，这让我感觉自己仿佛亲身参与到了这些项目中，学到了宝贵的工程经验。这本书的案例分析部分，让枯燥的技术理论变得鲜活起来，也极大地增强了我学习的动力和信心。

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读到关于电源转换的部分，真是让我大开眼界。书中对各种开关电源拓扑结构，比如 Buck、Boost、Buck-Boost 等，都进行了非常详尽的介绍。不仅仅是理论公式的堆砌，更重要的是，作者用大量的图示和实际电路剖析，把抽象的概念具象化了。比如，当讲到 PWM 控制原理时，书中配有的波形图简直太直观了，让我这个初学者也能轻松理解占空比是如何影响输出电压的。而且，作者还特别强调了实际应用中的一些关键考量，例如纹波抑制、效率优化、电磁干扰（EMI）的处理等等。这些都是在实验室里难以直接接触到的实践经验，通过阅读这本书，我仿佛获得了一位经验丰富的工程师的指导。特别是关于功率器件的选择和散热设计的部分，写得非常细致，这对于确保工业设备稳定可靠运行至关重要。我感觉这本书不仅仅是知识的传授，更是一种工程思维的培养，让我开始思考如何在实际项目中权衡各种参数，做出最优化的设计决策。

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书中关于工业电子设备可靠性和故障诊断的部分，给我留下了深刻的印象。工业环境往往非常严苛，设备的稳定运行是生产效率的生命线。作者详细阐述了影响设备可靠性的各种因素，比如环境温度、湿度、振动、电磁干扰等，并提供了相应的防护和设计对策。特别是在故障诊断方面，书中介绍的各种方法，从直观的目视检查到利用示波器、万用表等测量工具进行参数分析，再到利用专业诊断设备进行系统性排查，都非常实用。我尤其喜欢书中对常见故障模式的归纳和分析，以及相应的处理建议，这对于我以后在实际工作中遇到问题时，能提供一个清晰的思路和快速的解决方案。

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在阅读到关于电力电子器件的章节时，我被书中对各种功率器件的深入剖析所震撼。从传统的二极管、可控硅，到 MOSFET、IGBT，再到最新的 SiC 和 GaN 器件，作者都详细阐述了它们的工作特性、优缺点以及在不同应用场景下的选择依据。书中的一些器件模型和等效电路分析，对于我理解其高频开关特性以及损耗产生机制非常有帮助。尤其令我印象深刻的是，作者不仅讲解了器件本身的原理，还结合实际的驱动电路设计和保护措施进行了详细介绍，这对于工程师来说是极其宝贵的实践经验。书中还讨论了器件在高温、高压等极端条件下的可靠性问题，这让我深刻体会到工业电子设计中对稳定性和安全性的严苛要求。

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对于工业自动化中至关重要的传感器技术，这本书也给予了相当深入的探讨。从最基础的电阻式、电容式传感器，到更先进的光学、超声波、霍尔传感器，作者都对其工作原理、适用范围以及在不同工业场景下的应用案例进行了详细阐述。我特别喜欢书中对于不同类型传感器在实际应用中可能遇到的问题，以及相应的解决方法进行的分析。比如，在恶劣工业环境下，如何选择能够抵抗高温、潮湿、腐蚀的传感器，以及如何进行有效的信号调理和抗干扰处理。书中的这些内容，让我对工业现场的复杂性有了更深刻的理解，也认识到选择合适的传感器是实现精准控制的第一步。而且，作者还提到了如何将传感器数据集成到控制系统中，这让我对整个自动化流程有了更全面的认识。

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关于工业电源设计和管理的部分，这本书无疑为我打开了一扇新的大门。我以前总觉得电源就是一个简单的组件，但读了这本书我才意识到，一个稳定、高效、可靠的工业电源系统，其背后蕴含着多么复杂的技术和精妙的设计。书中对各种电源拓扑结构、滤波技术、稳压电路的讲解，以及对电磁兼容性（EMC）和功率因数校正（PFC）的深入探讨，都让我受益匪浅。我尤其喜欢书中关于电源可靠性和冗余设计的讨论，这对于确保工业生产的连续性至关重要。作者还分享了一些实际项目中的案例，分析了电源故障的常见原因和排查方法，这对于我以后处理类似问题提供了宝贵的参考。

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关于工业控制系统的部分，这本书提供了非常系统性的梳理。从 PLC 的基本结构和编程，到 DCS 的集成控制理念，再到 SCADA 系统的监控和数据采集，作者层层递进地将复杂的概念娓娓道来。我之前对 PLC 的理解仅仅停留在“开关逻辑”，但通过这本书，我才了解到其强大的编程能力和在复杂流程控制中的应用。书中对各种控制算法的介绍，比如 PID 控制的原理和调优方法，以及对运动控制和伺服系统的探讨，都让我对现代工业的智能化水平有了更深的认识。让我印象深刻的是，作者还讨论了不同控制系统之间的集成和协同工作，这对于构建一个高效的工业自动化网络至关重要。

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这本《工业电子学》的封面设计倒是挺吸引人的，简约而不失专业感。翻开第一页，就被那厚实的书页纸质给打动了，触感很棒，不像有些书那样容易泛黄或者太滑。里面的字体大小也很适中，排版布局也十分清晰，不像有些技术书籍那样密密麻麻挤在一起，让人望而生畏。尽管我之前对工业电子领域知之甚少，但作者的叙述方式非常平易近人，仿佛在娓娓道来，一点点地引导我进入这个奇妙的世界。书中开篇的引言部分，就为整个工业电子学的宏大图景勾勒了一个清晰的轮廓，让我对它的重要性以及在现代工业中的核心地位有了初步的认识。虽然我还没深入到具体的章节，但仅凭这前期的铺垫，我就已经感受到了作者在知识体系构建上的用心良苦，预感这将是一次富有成效的学习体验，让我对后续内容的期待值瞬间拉满。我迫不及待地想通过这本书，了解那些支撑起现代工业运转的电子技术究竟是如何运作的。

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