具体描述
Precision manufacturing is a development that has been gathering momentum over the 20th century and accelerating over 25 years in terms of research, development, and application to product innovation. The driving force in this development arises from requirements for much higher performance of products, higher reliability, longer life, lower cost, and miniaturization. This development is widely known as precision engineering and, today, it is generally defined as manufacturing to tolerances which are better than one part in 105. Applications are abound and can be found in various semiconductor processes, (lithography, wafer probing, inspection), co-ordinate measuring machines (CMMs) and precision metrology systems (scanning probe microscopy (SPM)), robot/machine tools to carry out micro-assembly (MEMS) and delicate short wavelength laser processes. As an enabling technology for precision engineering, precision instrumentation and measurement, geometrical calibration and compensation, and motion control are directly important issues to be addressed in the overall system design and realization. This title is focused on these aspects of precision engineering. It is a compilation of the major results and publications from a major project which develop a state-of-the-art high-speed, ultra-precision robotic system. A comprehensive and thorough treatment of the subject matter is provided in a manner that is amenable to a broad base of readers, ranging from the academics to the practitioners, by providing detailed experimental verifications of the developed materials.
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读后感
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用户评价
我必须说，《Precision Motion Control》这本书的价值远超我的预期。作为一名对**伺服系统**颇有研究的工程师，我一直在寻找一本能够全面、深入地讲解伺服控制理论和实践的书籍，而这本书正是我的理想选择。它不仅仅是理论的罗列，更重要的是提供了大量实际工程中的经验和技巧。书中对**伺服电机**的详细分类和特性分析，让我对不同类型的电机有了更深入的了解，也为我选择合适的电机提供了依据。我尤其对书中关于**电流环、速度环和位置环**的层层递进的控制策略讲解印象深刻，它清晰地阐述了如何通过合理的设计和参数整定，来实现高性能的伺服控制。我尝试将书中介绍的**前馈+反馈**控制策略应用到我的项目中，通过引入**位置前馈**和**速度前馈**，极大地提高了系统的响应速度和动态精度。这本书还非常详细地讲解了**伺服驱动器**的选型和调试，以及如何进行**参数的优化整定**。它提供了多种常用的整定方法，并分析了它们的优缺点，这为我节省了大量的调试时间。此外，书中还对**编码器**的类型和安装，以及如何进行**精度校准**进行了详细的介绍，这对于确保伺服系统的精度至关重要。
评分我真心推荐《Precision Motion Control》这本书给所有对精密运动控制感兴趣的朋友。这本书的内容非常全面，从最基础的电机模型到复杂的先进控制算法，几乎涵盖了该领域的所有关键知识点。作者的讲解深入浅出，即使是对于一些非常抽象的数学概念，也能通过清晰的图示和生动的类比来帮助读者理解。我特别欣赏的是书中对**数字信号处理**在运动控制中的应用进行了详细的介绍。例如，在讲解**滤波器设计**时，作者不仅介绍了各种滤波器（低通、高通、带通、陷波）的原理，还提供了使用**MATLAB/Simulink**进行滤波器设计的具体步骤和代码示例。这对于我这种需要将理论转化为实际代码的工程师来说，非常有价值。我尝试将书中介绍的**零相位滤波器**应用于我的控制系统中，用来滤除传感器信号中的高频噪声，效果非常显著，系统的稳定性得到了很大的提升。这本书还详细讲解了**状态空间方法**在控制系统设计中的应用，包括**极点配置**和**观测器设计**。我尝试使用**全维观测器**来估计机器人的内部状态，这使得我的控制器能够根据更准确的状态信息进行调整，从而提高了系统的鲁棒性。此外，书中对**模糊逻辑控制**和**神经网络控制**等智能控制方法也进行了介绍，为我提供了更多解决复杂问题的思路。
评分《Precision Motion Control》这本书就像一位经验丰富的导师，它不仅传授知识，更引导我思考。我一直在为我们公司的自动化生产线上的一台高速往复式搬运机器人调试控制系统。它的运动轨迹非常复杂，需要频繁的加减速和方向改变，导致在换向点处常常会出现明显的“顿挫感”，影响了整体的效率和产品的良品率。我从这本书中找到了很多解决问题的思路。作者在讲解**轨迹规划**的时候，不仅提到了常用的加减速曲线，还详细介绍了如何设计**平滑的换向过渡**，以及如何通过**前馈控制**来补偿惯性效应。我将书中关于**S形加减速**和**三次样条插值**的算法应用到我的系统中，并且结合了**位置前馈**和**速度前馈**，极大地改善了换向点的顿挫感，搬运机器人的运行变得更加平稳流畅，整体效率也提高了约10%。这本书还深入探讨了**机器人动力学**，并提供了几种不同的建模方法，包括**牛顿-欧拉方法**和**拉格朗日方法**，让我能够更准确地理解机器人的运动特性。此外，它还对**逆运动学**和**雅可比矩阵**进行了详细的讲解，这对于我控制多关节机器人至关重要。书中还提供了很多关于**系统辨识**的实用技巧，教我如何通过实验数据来获取准确的机器人模型参数，这为我的控制器设计打下了坚实的基础。
评分这本书的名字叫做《Precision Motion Control》，我最近刚好读完，觉得里面的内容真的让我受益匪浅，尤其是在我目前正在进行的那个机器人手臂的研发项目上。我之前一直困扰于如何精确控制手臂的运动轨迹，尤其是当负载变化或者需要进行非常精细的定位时，总会出现一些难以预测的抖动或者偏差。这本书从最基础的电机模型讲起，详细地剖析了各种伺服驱动器的工作原理，从PID控制到更高级的模糊逻辑控制，再到一些非常实用的**自适应控制**和**预测控制**算法，作者都给出了非常清晰的数学推导和实际应用案例。我尤其喜欢的是它在讲解过程中，没有一味地堆砌公式，而是通过大量的图示和仿真曲线来帮助读者理解，比如在介绍**卡尔曼滤波器**用于状态估计的时候，书中就画了非常直观的滤波器收敛过程图，让我一下子就明白了它如何有效地去除噪声并提供更准确的运动状态信息。而且，书中还专门用了好几章的篇幅来讲解**噪声抑制**和**抗干扰**技术，这对于我这个在嘈杂工业环境下工作的工程师来说，简直是雪中送炭。我尝试着将书中介绍的一些**滤波算法**应用到我的机器人手臂上，特别是对于高频的传感器噪声，效果非常明显，机器人的运行稳定性提高了很多，响应速度也更快了，大大加快了我的项目进程。另外，这本书对**多自由度系统**的解耦控制也有深入的讨论，这对于我处理机器人手臂的联动问题非常有帮助。
评分《Precision Motion Control》这本书为我提供了一个全新的视角来理解**运动控制器**的设计和实现。我之前一直使用传统的**PID控制器**来控制机器人关节，但在面对一些复杂工况时，PID控制的性能往往会受到限制。这本书对**先进控制算法**的讲解，让我对如何突破PID的局限性有了更清晰的认识。它详细介绍了**模型预测控制（MPC）**的原理和应用，并给出了一个机器人轨迹跟踪的案例，展示了MPC在处理约束和优化目标方面的优势。我尝试将MPC的思想应用到我的机器人控制系统中，通过构建一个简化的机器人动力学模型，并设定运动轨迹的约束条件，实现了更优化的运动控制，显著提高了机器人的效率和准确性。这本书还深入探讨了**鲁棒控制**理论，并介绍了**H-infinity控制**等方法，用于提高控制器在模型不确定性和外部扰动下的性能。我学习了书中介绍的**H-infinity控制器设计**方法，并将其应用到我的系统中，成功地提高了机器人对外部干扰的抵抗能力。此外，书中还对**运动控制器**的**软硬件集成**进行了详细的介绍，包括PLC、DCS等不同平台的控制器选型和编程，以及如何进行**系统联调**。
评分《Precision Motion Control》这本书的视角非常独特，它不仅仅停留在一个理论层面，而是非常注重将理论与实际工程紧密结合。我作为一个在自动化生产线上的工程师，每天都要面对各种各样的控制问题，很多时候理论书上的方法到了实际应用中就会遇到各种阻碍，比如硬件的限制、传感器的精度问题、执行器的非线性等等。这本书在这方面做得非常出色，它详细地讨论了在实际工程中可能会遇到的各种挑战，并给出了切实可行的解决方案。例如，在介绍**运动规划**的时候，作者不仅仅讲了基本的梯形加减速和S形加减速，还深入探讨了如何根据具体的应用场景，比如需要避免碰撞或者优化能量消耗，来设计更复杂的**轨迹规划**算法。我记得其中有一个章节专门讲了**位置反馈**的精度问题，以及如何通过**差分编码器**和**增量编码器**的配合使用来提高定位精度，并且还提供了如何校准这些编码器的详细步骤。这本书还花了很大的篇幅来讲解**硬件选型**和**系统集成**的要点，这对于我这种需要从头搭建控制系统的人来说，非常有指导意义。它列举了不同类型伺服电机（直流、无刷直流、步进等）的优缺点，以及如何根据负载特性选择合适的电机和驱动器。书中还提供了很多关于**控制回路的设计**和**参数整定**的实用技巧，这些都是在实际工作中非常宝贵的经验。我个人尤其推崇书中关于**系统辨识**的章节，作者通过一系列的实验方法，教你如何准确地获取被控对象的模型参数，这对于后续的控制器设计至关重要。
评分当我拿到《Precision Motion Control》这本书时，我原本以为它会是一本枯燥的技术手册，但事实证明我错了。这本书的作者拥有非常深厚的理论功底和丰富的实践经验，他将复杂的控制理论以一种非常易于理解的方式呈现出来。我特别欣赏的是书中对于**非线性控制**的探讨，这在很多基础控制书中是比较少见的。比如，书中专门用了一章的篇幅来讲解**滑模控制**，并且通过一个具体的机器人关节控制案例，展示了滑模控制在处理外部扰动和模型不确定性方面的强大能力。我之前在调试一个需要进行复杂路径跟踪的无人机时，就遇到了模型不确定性和外部风扰的问题，导致跟踪精度不佳。我尝试将书中介绍的**滑模控制器**思路应用到无人机上，并结合了**自适应机制**，成功地提高了无人机的路径跟踪精度和稳定性。这本书还详细讲解了**运动控制器**的设计，包括**位置控制**、**速度控制**和**力/扭矩控制**，并提供了不同控制策略的比较和选择建议。我尤其喜欢书中关于**力/扭矩控制**的介绍，它让我明白了如何实现机器人与环境的安全交互，并且能够进行精密的力反馈控制，这对于我未来要做的一些人机协作项目至关重要。此外，书中对**PID控制器参数的整定方法**进行了非常详尽的分析，包括多种自动整定方法和手动整定技巧，这为我节省了大量的调试时间。
评分我对《Precision Motion Control》这本书的评价是，它为我打开了**精密运动控制**领域的一扇新大门。我之前对这个领域了解不多，主要是在学校里接触过一些基础的控制理论，但对于如何将这些理论应用到复杂的实际系统中，我一直感到很迷茫。这本书的结构非常清晰，从最基本的概念讲起，逐步深入到复杂的算法和应用。作者的写作风格非常严谨，但又不会让人觉得枯燥乏味。他善于用生动的例子来解释抽象的概念，让读者更容易理解。我记得在讲解**PID控制**的时候，作者不仅仅给出了经典的三参数调整方法，还详细介绍了**Ziegler-Nichols方法**、**临界比例法**以及**软启动**等高级技巧，并且还分析了PID控制在不同应用场景下的优缺点。书中还重点讨论了**摩擦补偿**和**重力补偿**技术，这些对于提高机器人在实际运动中的平稳性和精度至关重要。我尝试将书中介绍的**模型参考自适应控制（MRAC）**应用到我的项目中，用于处理执行器参数变化带来的影响，效果出乎意料的好，系统的鲁棒性大大增强。此外，这本书还非常深入地探讨了**离散时间系统**的控制，以及如何设计**数字控制器**，并给出了很多关于**采样周期选择**和**稳定性分析**的指导。这本书的深度和广度都让我印象深刻，它不仅教会了我控制的“怎么做”，更重要的是让我理解了“为什么这么做”，这对于我建立更全面的知识体系非常有帮助。
评分《Precision Motion Control》这本书是一本真正能够帮助你提升技能的实操指南。我之前在公司负责一个高精度激光切割机的项目，在控制激光头的运动路径时，遇到了非常棘手的**振动问题**。即使使用了最先进的伺服系统，也无法完全消除高速运动时产生的微小振动，这直接影响了切割的精度。我翻阅了大量的资料，最终找到了这本书，它对于**抗振动控制**的讲解简直是“对症下药”。书中不仅详细分析了振动的来源（比如机械结构的共振、驱动器的谐波分量等），还提出了多种有效的抑制方法。我尤其印象深刻的是关于**谐振抑制**的部分，书中介绍了**陷波滤波器**和**阻尼控制器**的设计思路，并给出了具体的参数计算方法。我将书中介绍的**陷波滤波器**应用到我的系统中，成功地消除了困扰我许久的共振频率，使得激光头的运动更加平滑，切割精度也得到了显著的提升。这本书还详细讲解了**运动学和动力学建模**，对于理解复杂机械系统的运动特性非常有帮助。它提供了多种建模方法，并分析了它们的优缺点。我尝试使用书中介绍的**拉格朗日方程**来建立我的机械臂模型，这让我对模型的准确性有了更深入的认识。这本书对于**传感器融合**的讲解也十分到位，它介绍了如何结合来自不同传感器（如编码器、陀螺仪、加速度计）的信息，来获得更准确和可靠的状态估计。
评分《Precision Motion Control》这本书对我来说，是一本“宝典”级别的参考书。我所在的团队正在研发一款高精度机床，对运动控制的要求非常苛刻。我们之前在进行**多轴联动**控制时，遇到了严重的**轴间耦合**问题，导致在高动态运动时，各个轴的运动会相互干扰，严重影响了加工精度。这本书对**多轴联动控制**的章节写得非常精彩。作者首先详细分析了轴间耦合的原因，然后提出了多种解决方案，包括**解耦控制**、**多变量PID控制**以及**模型预测控制**。我尝试将书中介绍的**反馈解耦**方法应用到我们的系统中，通过引入一个反向耦合控制器来抵消轴间的相互影响，效果非常显著，我们成功地将机床在高动态运动下的定位误差减小了近一半。这本书还非常深入地探讨了**运动学**和**动力学建模**，并提供了多种不同的建模方法，包括**欧拉-拉格朗日方法**和**牛顿-欧拉方法**，让我能够更准确地理解机床的运动特性。此外，它还对**逆运动学**和**雅可比矩阵**进行了详细的讲解，这对于我控制多关节机床至关重要。书中还提供了很多关于**系统辨识**的实用技巧，教我如何通过实验数据来获取准确的机床模型参数，这为我的控制器设计打下了坚实的基础。
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