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出版者:科学

作者:张兴华，崔桂梅，

出品人:

页数:198

译者:

出版时间:2005-3

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787030146915

丛书系列:

图书标签:

• 传动技术
• 直流传动
• 交流传动
• 电气工程
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• 电机控制
• 自动化
• 工业控制
• 电工基础

机械与自动化领域的经典著作：深入解析与实践指南 书名： 机械与自动化领域的经典著作：深入解析与实践指南（暂定名） 出版信息： 预计 XXXX 年 XXXX 月由 XXXX 出版社出版 作者团队： 由多位深耕于机械工程、自动化控制、先进制造领域的资深专家和一线工程师共同编著。 --- 内容概要：系统构建现代机械与自动化知识体系 本书旨在为从事机械设计、制造、系统集成、工业自动化以及相关技术研发的工程师、技术人员和高年级本科生提供一套全面、深入且极具实践指导价值的参考资料。它超越了单一技术领域的局限，力求构建一个完整的现代机械与自动化知识交叉融合的理论与应用框架。 全书内容规划为六大核心模块，共计三十章，旨在实现从基础理论到前沿应用的无缝衔接。 --- 第一部分：现代机械设计基础与材料科学（约占全书 25%） 本部分专注于夯实机械设计与结构分析的基石。它详细阐述了在现代高精度、高负荷环境下，材料选择和结构优化所面临的挑战与解决方案。 第一章：先进工程材料的性能与选择 深入探讨新一代高强度钢、钛合金、复合材料（如碳纤维增强聚合物）在极端温度、腐蚀环境下的力学响应。重点剖析材料的疲劳寿命预测模型，以及增材制造（3D打印）对材料微观结构的影响。 第二章：机械零部件的动态可靠性分析 区别于传统的静力学分析，本章侧重于旋转、往复运动部件的振动、冲击载荷下的失效模式。详细讲解有限元分析（FEA）在预测零部件高频振动模式和临界转速方面的应用，并引入基于可靠性指标的寿命评估方法。 第三章：精密传动机构的设计与优化 涵盖高精度齿轮箱（如谐波传动、行星齿轮组）的设计公差与装配工艺。着重分析高精度轴承的摩擦学特性、润滑失效机制，并给出减少机械传动链中能量损耗的结构设计策略。 第四章：流体动力与热管理系统 讨论液压与气动系统在高端装备中的应用，包括伺服阀的响应特性和控制回路的稳定性。同时，对复杂机械系统（如高速电机、高功率密度系统）的散热设计进行深入探讨，涉及热管技术和强制对流冷却。 --- 第二部分：工业过程控制与系统集成（约占全书 30%） 此部分是本书的核心，聚焦于如何利用现代电子技术和信息系统对物理机械系统进行有效控制和集成，是实现工业智能化的关键环节。 第五章：自动控制理论的深化应用 复习经典控制理论（PID控制），并重点展开现代控制理论，如状态空间法、最优控制（LQR）的设计原理及其在多变量耦合系统中的应用。着重分析非线性系统（如摩擦、饱和效应）的补偿技术。 第六章：可编程逻辑控制器（PLC）的高级编程与网络通信 不仅介绍梯形图、指令表等基础编程语言，更侧重于结构化编程、功能块图在大型生产线中的应用。详细解析工业以太网（如EtherNet/IP, PROFINET）的协议栈、实时数据交换机制及网络拓扑设计。 第七章：运动控制系统的实现与调试 涵盖伺服驱动器的选型、配置与调试流程。深入讲解S曲线加减速规划、电子凸轮功能、以及多轴联动（Gantry, SCARA, Delta结构）的坐标系变换与运动学解算。 第八章：传感器技术与数据采集 系统梳理工业级编码器（增量式、绝对式）、力矩传感器、视觉传感器的工作原理。重点阐述信号调理电路的设计，以及如何有效抑制工业电磁干扰（EMI）以保证数据采集的精度和稳定性。 第九章：人机界面（HMI）的设计与操作安全 探讨面向操作人员和维护工程师的HMI设计规范，包括信息可视化、报警管理系统（Alarm Management）的层级划分，确保人机交互的高效性和安全性。 --- 第三部分：工业机器人技术与轨迹规划（约占全书 20%） 本部分专注于工业机器人的运动学、动力学分析及其在复杂作业环境中的应用。 第十章：机器人运动学解析 详细推导标准串联机器人（如SCARA、六轴机械手）的正运动学和逆运动学解，分析奇异点的几何含义与避免策略。引入基于旋转向量和四元数的姿态描述方法。 第十一章：机器人动力学与轨迹优化 阐述牛顿-欧拉法和拉格朗日方程在机器人动力学建模中的应用。重点讲解如何基于轨迹的平滑性、时间最优性对机器人的力矩输出进行规划。 第十二章：机器人离线编程与仿真 介绍主流的机器人仿真软件环境，讲解如何进行工作空间干涉检查、节拍时间预估，以及如何将CAD模型无缝导入到仿真环境中进行虚拟调试。 --- 第四部分：嵌入式系统与数据通信（约占全书 15%） 本部分聚焦于支撑自动化系统的底层计算平台和信息传输能力。 第十三章：工业嵌入式系统的硬件架构 对比分析ARM Cortex-M系列微控制器与DSP（数字信号处理器）在实时控制任务中的适用性。讲解存储器映射、中断管理和实时操作系统（RTOS）的基本概念。 第十四章：基于嵌入式的实时数据处理 探讨如何利用嵌入式平台实现传感器数据的滤波算法（如卡尔曼滤波），以及在边缘端进行初步数据预处理的能力，以减轻上位机负载。 第十五章：现场总线技术（Fieldbus）与工业物联网（IIoT） 对比CANopen、DeviceNet等传统现场总线与新兴的基于TCP/IP的实时以太网（如TSN）。探讨工业设备如何安全、高效地接入云端平台。 --- 第五部分：高级制造工艺与质量控制（约占全书 10%） 本部分将视野从控制系统扩展到具体的制造执行层面。 第十六章：数控（NC）编程与加工策略 深入G代码和M代码的编程规范，特别是复杂曲面加工（如五轴联动）的刀具路径补偿技术。 第十七章：无损检测与在线质量监测 介绍超声波检测、涡流检测等在生产线上的集成方法，以及如何结合机器视觉系统进行实时尺寸和表面缺陷的自动化判定。 --- 第六部分：系统集成与故障诊断（约占全书 5%） 本书的收官部分，强调工程实践中的综合能力。 第十八章：自动化生产线的集成调试方法论 提供一套结构化的集成调试流程，从单元测试、集成测试到系统联调的步骤划分。 第十九章：基于状态的预测性维护（PdM） 探讨如何利用历史运行数据、振动频谱分析，建立设备退化模型，提前预测潜在的机械或电气故障，实现从被动维修到主动维护的转变。 --- 适用读者对象 从事机电一体化系统设计、集成、实施和维护的工程技术人员。 高等院校机械工程、自动化、控制工程专业的本科高年级学生及研究生。 希望系统性提升工业自动化知识体系的行业研究人员。 本书特色 1. 理论与实践的深度融合： 每一章节的理论推导后，均附带详实的案例分析或仿真演示指导，确保读者能够将抽象概念转化为实际操作能力。 2. 跨学科知识的整合： 打破了机械、电子、软件的传统壁垒，构建了面向现代智能制造的复合型知识结构。 3. 强调前沿技术： 覆盖了当前工业界热点，如工业互联网、边缘计算在控制系统中的应用，以及面向更高可靠性的先进控制策略。 本书力求成为读者在面对复杂工业系统工程挑战时，案头必备的工具书和学习指南。

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这本关于交直流传动技术的实训教材，内容组织得相当有条理，从基础的电气原理入手，逐步深入到复杂的传动系统控制。我尤其欣赏它在理论阐述和实际操作之间的平衡。书中对各类电机的特性、变频器和可控硅整流器的工作原理讲解得非常透彻，图文并茂的插图辅助理解，避免了纯理论带来的枯燥感。对于初学者来说，清晰的逻辑结构是建立正确认知的基础，而这本教材在这方面做得非常出色。它不仅仅是知识的罗列，更像是一位经验丰富的工程师在循循善诱，引导读者理解“为什么”和“怎么做”。通过阅读，我对现代工业中交直流传动系统的应用场景有了更宏观的认识，不再是孤立地看待各个元件，而是将其置于一个完整的系统框架下进行思考。这种系统化的教学方法，对于培养具备综合解决问题能力的工程师至关重要。

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我发现这本书的编写风格非常严谨，引用了大量的国家标准和行业规范作为参考依据，这在学术性和权威性方面为它增添了重要的砝码。特别是在安全操作规范和电气标准合规性方面，作者的处理非常细致和负责任。对于电力电子设备这类高风险领域，明确的规范指导是保障人身和设备安全的关键。书中对接地要求、过流保护阈值的设定等细节的强调，体现了作者极强的职业素养和对安全生产的重视。相比市面上一些侧重性能而忽略安全规范的教材，这本《交直流传动技术实训教材》无疑是更值得信赖的选择。它不仅仅教你如何让设备“跑起来”，更重要的是教你如何让设备“安全、合规地跑起来”。

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翻阅此书时，最直观的感受是其高度的工程实用性。它似乎是为了一线技术人员量身定制的，每一个章节都紧密围绕着现场可能遇到的实际问题展开。例如，关于故障诊断与排除的部分，提供的案例分析极其详尽，不仅仅给出了正确的处理步骤，还深入探讨了故障产生的深层原因及其机理。我测试了几种书上介绍的模拟故障，发现书中的诊断流程图和排除步骤完全可以在实际设备上复现并奏效，这极大地增强了我的信心。这种“学以致用”的设计理念，使得这本书的价值远超一般的理论参考书。它更像是一本可以带到车间随时查阅的“宝典”，而不是束之高阁的学术著作。对于我们这些需要快速上手并解决实际问题的工程师而言，这种实战导向的教材是难能可贵的。

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这本书在深度和广度上的把握也令人称赞。在深度上，它没有停留在浅尝辄止的层面，比如在探讨脉冲宽度调制（PWM）技术时，详细推导了数学模型，并结合不同的控制策略进行了对比分析，这对于想深入研究控制算法的人来说提供了坚实的理论基础。而在广度上，它涵盖了从传统的直流调速到现代的交流变频调速的全景图，甚至对一些前沿的伺服控制和永磁同步电机驱动也有所涉及，这保证了读者在面对未来技术迭代时，依然能够保持知识结构的完整性和前瞻性。这种兼顾基础巩固与前沿视野的编排，使得这本书的生命周期得以延长，不是学完一个阶段就束之高阁的工具书，而是可以伴随职业生涯不断深化的参考资料。

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从排版和学习体验的角度来看，这本书的细节处理也体现了匠心。纸张的质量很好，印刷清晰，即使在光线不佳的环境下阅读也不会感到吃力。章节的逻辑过渡非常自然，每一部分的总结都清晰地回顾了本章的重点和学习目标。我个人非常喜欢它在每章末尾设置的“思考题”和“设计练习”，这些都不是简单的知识点复述，而是需要读者综合运用所学知识进行分析和设计的小型项目。这有效地将“阅读”转化为“实践思考”的过程。这种主动学习的设计，极大地提升了知识的内化速度，避免了死记硬背。总而言之，这是一本集权威性、实用性、前瞻性于一体的优秀教材，对于相关专业的学生和工程师来说，绝对是值得投入时间和精力的良师益友。

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