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页数:218

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出版时间:2003-1

价格:18.00元

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isbn号码:9787562423218

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• 电子技术
• 基础
• 电路
• 模拟电子
• 数字电子
• 电子元件
• 半导体
• 电工学
• 通信原理
• 嵌入式系统

《现代机械设计制造及其自动化技术》 内容简介： 本书是一部系统探讨现代机械设计制造及其自动化技术发展趋势与核心内容的学术专著。全书共分为五个部分，分别聚焦于机械设计的新理念、先进制造技术、智能制造装备、自动化控制系统以及机械工程的未来发展方向，旨在为读者提供一个全面而深入的机械工程学科知识体系。 第一部分：现代机械设计理论与方法 本部分深入剖析了传统机械设计向现代机械设计转型的必然性与关键技术。我们首先回顾了机械设计的基本原理，包括静力学、动力学、材料力学、机构学等基础理论，并在此基础上，重点阐述了面向对象的设计方法、参数化设计、知识工程在机械设计中的应用。 参数化与智能化设计： 详细介绍了如何利用先进的CAD/CAM/CAE软件，构建参数化模型，实现设计的快速迭代与优化。重点讲解了基于特征的设计、参数化约束的建立与管理，以及如何引入智能决策支持系统，辅助工程师进行更优化的设计方案选择。例如，在复杂曲面零件的设计中，如何通过特征建模与约束驱动，快速调整关键尺寸和形貌，以满足不同工况下的性能要求。 可靠性设计与寿命预测： 强调了在设计初期就融入可靠性设计理念的重要性。本书深入探讨了故障模式与影响分析（FMEA）、失效模式与影响及危害性分析（FMECA）等方法，以及如何运用概率论和数理统计方法进行产品寿命预测和可靠性评估。我们将结合实例，展示如何通过材料选择、结构优化、冗余设计等手段，提高机械产品的整体可靠性。 人机工程学与人体工程学设计： 关注机械产品在使用过程中的舒适性、安全性和易用性。本部分详细介绍了人体测量学、人体动力学以及心理学在机械设计中的应用，如操作界面的布局、控制按钮的设计、座椅的人体工程学考量等，旨在创造更符合人类生理和心理需求的产品。 绿色设计与可持续发展： 阐述了在机械设计中融入环境友好理念的必要性。从材料选择的环保性、能源消耗的降低、废弃物的最小化到产品的可回收性，本书详细介绍了绿色设计原则及其在产品生命周期中的实施策略。我们将探讨如何通过轻量化设计、选用可再生材料、优化能量利用效率等方法，实现机械产品的可持续发展。 第二部分：先进制造技术与工艺 本部分聚焦于当今制造业中最具创新性和前沿性的制造技术，旨在提升制造精度、效率与柔性。 精密与超精密加工技术： 详细介绍了超精密车削、磨削、抛光、研磨等传统精密加工技术的最新进展，并重点介绍了微纳加工、纳米压印、电子束光刻、离子束刻蚀等新兴的微纳制造技术。例如，在半导体器件制造、微型传感器制造等领域，这些技术的应用至关重要。 特种加工技术： 深入研究了电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、激光加工（LP）、水射流加工（WJP）以及超声波加工（USM）等特种加工技术。本书将分析这些技术的加工原理、工艺特点、适用材料范围以及在复杂零件制造中的优势，如在模具制造、航空航天零件加工等方面的应用。 增材制造（3D打印）技术： 详细介绍了选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、熔融沉积成型（FDM）、光固化（SLA）等主流增材制造技术。本书将重点探讨增材制造在原型制作、小批量定制生产、复杂结构零件制造以及生物制造等领域的应用潜力。我们将分析不同增材制造工艺的优缺点，以及材料选择、工艺参数优化等关键问题。 柔性制造系统（FMS）： 阐述了如何构建能够适应多品种、小批量生产需求的柔性制造系统。本部分重点介绍了自动上下料系统、机器人集成、计算机集成制造系统（CIMS）以及制造执行系统（MES）在FMS中的作用，以及如何实现生产过程的自动化、信息化和智能化。 第三部分：智能制造装备与机器人技术 本部分重点关注实现智能化制造的关键装备，特别是工业机器人及其在生产自动化中的应用。 工业机器人技术： 详细介绍了工业机器人的基本组成、运动学与动力学分析、控制系统以及典型应用。本书将深入探讨不同类型的工业机器人（如串联机器人、并联机器人、Delta机器人）的工作原理、性能特点及其在装配、焊接、搬运、检测等自动化作业中的应用。 机器人感知与导航技术： 介绍了机器人的视觉系统（CCD、CMOS相机、激光扫描仪）、触觉传感器以及导航与定位技术（SLAM、GPS、惯性导航）。本书将阐述如何利用这些技术使机器人能够感知周围环境，并自主完成路径规划和运动控制。 人机协作机器人（Cobots）： 关注近年来快速发展的协作机器人技术。我们将分析协作机器人在安全设计、力反馈控制、以及与人类协同工作方面的技术挑战与解决方案，并探讨其在人机协同生产、辅助操作等场景的应用前景。 智能制造装备的集成与协同： 探讨了如何将机器人、数控机床、自动化生产线等智能制造装备进行有效的集成与协同，构建高度自动化的生产单元和车间。本书将分析 MES、ERP 系统在装备协同管理中的作用，以及如何通过物联网（IoT）技术实现装备间的互联互通与数据共享。 第四部分：自动化控制系统与工程 本部分系统介绍了实现机械系统自动化的核心技术——控制系统，包括传统控制与现代控制理论的应用。 自动控制理论基础： 回顾了线性系统、非线性系统、离散系统等自动控制理论的基本概念，包括传递函数、状态空间方程、系统稳定性分析、根轨迹法、奈奎斯特图等。 PID 控制及其改进： 详细讲解了比例-积分-微分（PID）控制器的工作原理、整定方法及其在各种机械系统中的应用。同时，本书也将介绍模糊PID、自适应PID等PID控制器的改进策略，以适应更复杂的控制需求。 现代控制理论： 深入探讨了现代控制理论，如最优控制、自适应控制、鲁棒控制、预测控制等。我们将通过实例分析，展示这些先进控制方法在提高系统性能、应对不确定性以及实现复杂动态控制方面的优势。 可编程逻辑控制器（PLC）与分布式控制系统（DCS）： 介绍了PLC在工业自动化控制中的应用，包括梯形图、指令表等编程方法。同时，本书也将探讨DCS在大型复杂自动化系统中的架构设计、通信协议以及监控管理功能。 嵌入式系统与实时控制： 关注为机械系统提供智能控制核心的嵌入式系统。本书将介绍嵌入式硬件平台、实时操作系统（RTOS）以及嵌入式软件开发流程，并探讨其在驱动电机、传感器数据采集、信息处理等方面的应用。 第五部分：机械工程的未来发展方向 本部分展望了机械工程学科的未来发展趋势，探讨了新兴技术与跨学科融合带来的机遇与挑战。 数字化与智能化转型： 聚焦工业4.0、工业互联网等概念，深入分析大数据、人工智能、云计算等技术如何赋能机械制造的数字化与智能化转型。本书将探讨如何利用数字孪生技术实现产品全生命周期的模拟与优化，以及如何构建智能工厂。 新材料与新能源的应用： 探讨了先进功能材料、智能材料、生物材料在机械工程领域的应用前景，以及新能源技术（如氢能、太阳能）在机械驱动和能源管理方面的创新。 跨学科融合与新兴领域： 关注机械工程与其他学科的交叉融合，如生物机电一体化、仿生学、纳米技术与机械的结合、以及智能交通系统、智能医疗器械等新兴领域的发展。 人才培养与创新创业： 讨论了面向未来机械工程发展的需求，创新人才培养模式，以及鼓励学生和青年学者进行技术创新与创业的路径。 本书力求理论与实践相结合，内容丰富，结构清晰，配有大量的图表和案例分析，适合机械工程、自动化、材料科学等相关专业的本科生、研究生及从事相关领域科研和工程技术人员阅读参考。通过阅读本书，读者将能够深刻理解现代机械设计制造及其自动化技术的精髓，把握学科发展前沿，为解决实际工程问题和推动技术创新提供坚实的理论基础和实践指导。

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老实说，我拿到这本书时，主要是冲着它在某一个特定领域的口碑去的，以为它会集中火力解决那个尖端问题。但阅读下来，我惊喜地发现，这本书的“序章”和“附录”部分，简直是点睛之笔，是我个人认为最值得称赞的结构设计。序章部分，作者用了很强的感染力描绘了电子技术在现代社会中的地位和发展脉络，它不是空洞的赞美，而是通过几个极具启发性的历史转折点，说明了基础理论如何催生出革命性的产品，这种宏大的叙事角度，极大地拔高了学习的境界。而附录部分，则是一个精炼的“速查手册”和“常见错误归纳集”。它将全书中最容易混淆的概念进行了对比总结，并列出了初学者最容易犯的十大逻辑错误及其改正方法。这种“反向学习”的设计思路非常高明，它提前预判了读者的学习障碍，并在你真正卡住之前，就提供了清晰的路径指引。这种对读者学习曲线的细腻洞察，让这本书的阅读体验变得极其顺畅和高效，让人感觉这本书不只是一本教材，更像是一位经验丰富的老前辈，全程陪伴在侧，随时为你拨开迷雾。

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这本书的封面设计得相当有意思，那种深邃的蓝色调，配上一些像是电路图一样的抽象线条，让人一眼就能感受到它蕴含的某种科技感和严谨性。我原本对这类技术书籍抱持着一丝敬畏，毕竟“电子技术”听起来就不是轻松的主题。然而，翻开第一章，那种复杂感立刻消散了许多。作者的叙述方式非常平易近人，他没有上来就抛出一堆晦涩难懂的公式和术语，而是从最基本的概念讲起，比如电流、电压这些，简直就像是给一个对电子世界完全不了解的人做了一次细致的入门引导。举个例子，在讲解电阻的特性时，他不是枯燥地给出欧姆定律的定义，而是用了一个非常生动的比喻，将电流比作水流，电阻则是管道的粗细，这样一来，即便是初学者也能立刻抓住核心要点。再往后看，涉及到半导体、二极管这些略微深入的内容时，作者依然保持着这种娓娓道来的节奏，配合着清晰明了的图示，让人感觉每一步的学习都是踏实而可靠的。整本书的排版也十分舒服，字体大小适中，段落之间留白恰当，长时间阅读也不会感到视觉疲劳。可以说，这本书成功地将一个看似高深的领域，包装成了一个可以被普通人接受和探索的知识宝库，极大地激发了我继续深挖下去的兴趣，而不是仅仅停留在“了解”的层面。

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作为一个已经接触过一些基础电子知识的学习者，我经常遇到一个问题：很多资料要么太偏向理论的纯数学推导，让我感到枯燥乏味；要么就是过于偏向应用实例，但对背后的原理却一带而过，让人无法举一反三。而这本书的独特之处就在于它完美地找到了那个平衡点。它在阐述理论时，引用了许多非常贴近实际的工程案例来佐证，这使得抽象的电磁现象瞬间变得可视化和可感知。比如说，在讲到频率响应和滤波特性时，作者没有停留在波特图的绘制上，而是结合了音频放大器中高通和低通滤波器的实际应用场景，详细分析了为什么在某些频率下信号会衰减，这种衰减对最终输出音质会有什么具体影响。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的教学闭环，让我对那些原本感到有些模糊的概念豁然开朗。每次当我开始怀疑某个公式是否真的有用时，这本书总能适时地抛出一个巧妙的实际应用，让我立刻意识到，这些看似枯燥的数学工具，正是工程师手中最锋利的“手术刀”，能精确地雕琢出我们想要的功能特性。

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这本书在某些细节的处理上，体现出了作者极高的职业素养和对读者群体的深刻理解。很多教科书在涉及仿真软件的使用时，往往会简单地提一句“你可以使用SPICE进行验证”，然后就结束了。但这本书的作者显然更进一步，他专门开辟了一章，详细介绍了如何使用业界常用的仿真工具来验证书中所讲解的电路设计。这不仅仅是操作手册式的介绍，更重要的是，他强调了仿真结果与理论计算之间可能出现的偏差，并深入分析了造成这些偏差的根本原因，比如元器件的非理想特性、模型参数的设置等等。这种对“现实世界与理想模型差异”的探讨，是很多基础读物所缺失的宝贵内容。这使得读者在学习过程中，能够建立起一种批判性的思维，不盲目相信任何一个数字，而是学会用理论去检验仿真，用仿真去修正理论，从而培养出真正具有工程实践能力的头脑。这部分内容对我而言价值非凡，它将我从一个单纯的理论学习者，推向了一个更接近实际设计者的角色。

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这本书的深度和广度，远远超出了我最初的预期。我一直认为，技术书籍的局限性往往在于其内容的“时效性”，很容易随着新技术的发展而迅速过时。但是，这本书的基石部分打得极其扎实，它聚焦于那些最本质的物理原理和逻辑架构，这些是无论技术如何迭代，都不会轻易改变的底层逻辑。我特别欣赏作者在讲解复杂电路分析方法时的那种耐心和条理性。他没有采取那种“我假定你知道A和B，所以我们直接来看C”的傲慢态度，而是将复杂的分析过程拆解成一系列可操作的、逻辑递进的小步骤。比如，在处理叠加定理或者节点电压法时，书里提供的例题不仅数量多，而且难度梯度设置得非常合理，从最简单的两元件电路开始，逐步过渡到多输入源、多节点的复杂网络。更妙的是，每道例题的解析都不是简单的答案罗列，而是详细阐述了选择该解题方法的动机和每一步的物理意义。读完这一部分，我感觉自己不光是学会了“如何计算”，更重要的是理解了“为什么这样算才是对的”，这种内化的知识体系构建，远比死记硬背公式要来得珍贵得多。这种对基础的深度挖掘，让这本书具有了长久的生命力。

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