控制系统可靠性设计

控制系统可靠性设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:西北工大
作者:陈明
出品人:
页数:280
译者:
出版时间:2006-8
价格:26.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787561220320
丛书系列:
图书标签:
  • 可靠性
  • 控制系统
  • 可靠性
  • 设计
  • 故障诊断
  • 容错技术
  • 系统工程
  • 安全性
  • 建模分析
  • 概率统计
  • 硬件可靠性
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具体描述

本书在阐述可靠性基本理论的基础上,侧重于介绍控制系统可靠性设计的内容,并概要介绍了系统可靠性仿真、模糊可靠概论和系统可靠论和系统可靠性评估的知识,以适应近年来发展起来的可靠性的新理论和新方法。在章节安排上,力求循序渐进,由浅入深,保证知识的连贯性。在编写上,注重内容的新颖性及工程应用性;注重文字的简练性,对概念的叙述,公式和方法的给出,尽量做到简明扼要,通俗易懂。

本书由绪论、可靠性的理论基础、控制系统的可靠性分析、控制系统的可靠性分析、故障分析技术、软件可靠性、可靠性试验和可靠性技术的新发展等内容组成,适合于在航空和航天领域自动化专业学习的本科生、研究生作为教材使用,并希望对相关的技术人员提供有益的帮助和参考。

好的,以下是一本名为《先进材料的微观结构与性能》的图书简介,字数约1500字,旨在详细阐述该领域的前沿知识,且不包含任何与“控制系统可靠性设计”相关的内容。 --- 先进材料的微观结构与性能 导言:跨越尺度的结构-性能桥梁 在二十一世纪的科技浪潮中,材料科学无疑扮演着核心驱动力的角色。从航空航天领域的极端环境服役,到生物医学工程中对生物相容性的苛刻要求,再到信息技术中对更快、更小元件的追求,所有突破的基石都深植于材料的微观世界。《先进材料的微观结构与性能》,正是致力于构建一座坚实的桥梁,连接原子、晶体、晶界乃至宏观尺度的结构特征与材料所展现出的宏观机械、物理、化学性能。 本书并非对现有材料特性的简单罗列,而是一部深度剖析材料“为什么是这样”的专著。我们聚焦于材料的设计原理,即如何通过精确调控其内部结构——无论是晶体缺陷、相界面、纳米尺度形貌还是取向——来赋予材料前所未有的功能。全书的核心理念是:结构决定性能,性能指导设计,设计驱动创新。 第一部分:结构表征的尖端技术与基础理论 材料的微观世界隐藏在纳米和亚纳米尺度,对它们的精确“成像”和“会诊”是理解性能的前提。本书首先系统梳理了当前最前沿的结构表征技术,并深入探讨了这些技术背后的物理学原理。 1. 电子显微学:超越衍射极限的洞察 我们详尽阐述了透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)的最新发展,特别是高分辨透射电镜(HRTEM)在原子尺度的成像能力。重点内容包括: 球差校正技术(Spherical Aberration Correction):如何利用硬件修正克服传统透镜的固有缺陷,实现对晶格的真实重构。 谱学分析的融合:能量色散X射线光谱(EDS)、电子能量损失谱(EELS)与TEM的联用,如何实现对元素分布和化学价态的精确定位,尤其是在复杂氧化物和低维材料中。 原位/动态表征(In-situ/Operando Characterization):不再满足于静态观察,本书重点介绍了在真实服役条件(如高温、高应力、电化学反应中)下对材料结构演化的实时监测技术,这是理解失效机制和激活新相变的关键。 2. 空间结构解析:衍射与光谱的互补 除了成像,结构信息更依赖于衍射和光谱数据。 同步辐射与中子散射:阐述了如何利用高能同步辐射光源进行小角度X射线散射(SAXS)和广角X射线散射(WAXS),以获取介孔材料、聚合物链段和纳米颗粒的统计结构信息。中子散射在探测轻元素(如氢、锂)和磁性结构方面的独特优势被详尽分析。 表面与界面分析:针对功能材料至关重要的表面化学,本书深入探讨了X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)以及二次离子质谱(SIMS)在确定表面化学态、薄膜界面扩散和污染控制中的应用。 第二部分:结构演化与性能耦合的机理 材料的性能并非恒定不变,而是其结构在特定环境和载荷下的动态响应。本部分聚焦于微观结构如何驱动宏观性能的演化。 1. 晶体塑性与缺陷工程 在金属和陶瓷的力学性能研究中,位错、孪晶界和晶界是决定材料强韧性的核心要素。 位错动力学模拟:结合密度泛函理论(DFT)计算和分子动力学(MD)模拟,解析位错的产生、运动、塞积与湮灭过程,并建立其与材料加工硬化率的关系。 晶界工程:探讨了如何通过控制晶界类型(高/低角度、共格/非共格)和晶界杂质,来调控晶界的导电性、扩散速率以及对疲劳裂纹扩展的阻碍作用。尤其关注纳米晶材料中晶界体积占比剧增带来的性能转变。 2. 功能材料的结构-电荷耦合 针对电子、光子和离子功能材料,结构对电荷传输和介电响应的影响是核心。 铁电与压电材料:解析了电畴结构(Domain Structure)对宏观电滞回线的影响。重点讨论了畴壁运动的能量学,以及如何通过应力耦合效应优化传感器和执行器的性能。 半导体异质结:深入分析了界面能带弯曲、载流子复合速率与异质结构界面化学态的关联,这是高效光电器件设计的关键。 3. 复杂结构的自适应与响应 本书拓展至更复杂的结构系统,如复合材料和多孔介质。 界面/基体相互作用:在纤维增强复合材料中,界面结合强度直接决定了材料的断裂韧性。我们详细分析了界面化学键合、应力传递机制以及纤维/基体界面在热膨胀失配下的微裂纹生成。 多孔材料的传输性能:对于催化剂载体、储能电极等,孔隙率、孔径分布和连通性决定了物质(离子或反应物)的有效传输速率。通过伯努依-埃尔根方程与随机游走模型,阐述了结构对有效扩散系数的影响。 第三部分:前沿应用导向的结构设计 基于前述的理论和表征手段,本部分的重点是将微观理解转化为可实现的新材料设计目标。 1. 纳米尺度效应的利用 超越传统材料设计,本书致力于利用量子尺寸效应和高比表面积带来的新特性。 量子点与二维材料:探讨了尺寸量子限域对光吸收和发射波长的精确调控,以及石墨烯、过渡金属硫化物(TMDs)中晶格缺陷和层数对手性电子传输的影响。 高熵合金(HEAs):作为新一代结构材料,HEAs的复杂结构和“非化学计量比”特性如何通过极高的熵来稳定面心立方(FCC)结构,并显著提高高温抗蠕变性能。 2. 结构导向的稳定性与耐久性 材料的寿命是工程应用中的决定性因素。 辐照损伤的微观修复:在核能材料中,高能粒子辐照导致的气泡、空位团簇如何影响材料的机械性能。研究如何通过预先引入的“陷阱结构”(如纳米沉淀物或特定晶界)来调控损伤的聚集模式。 腐蚀与电化学界面:阐述了局部微观结构(如析出相、晶界偏析)如何诱发应力腐蚀开裂或点蚀,并提出通过优化合金成分和热处理来钝化这些活性位点的设计策略。 结语:迈向智能与可持续材料 《先进材料的微观结构与性能》旨在为材料科学家、工程师和研究人员提供一套完整的、从微观到宏观的分析框架。通过对先进表征手段的掌握和对物理化学机理的深刻理解,读者将能够从根本上掌握材料设计的“密码”,从而加速开发出具有更高效率、更长寿命和更强环境适应性的下一代先进功能与结构材料。本书的最终目标是推动材料研究从经验试错法向基于第一性原理的理性设计范式转变。

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用户评价

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对于任何一个从事复杂系统开发的人来说,“可靠性”都不是一个可有可无的选项,而是决定成败的关键。《控制系统可靠性设计》这本书,在我看来,就是为我们这些面临挑战的开发者量身打造的。我一直对如何有效地管理和降低系统中潜在的风险感到困惑,尤其是在面对各种未知的干扰和组件失效时。我希望这本书能够提供一套系统的框架,帮助我理解不同类型的失效模式,比如随机失效、磨损失效、以及设计缺陷导致的失效,并学习如何量化这些失效发生的概率。书中关于如何进行故障模式影响及危害性分析(FMECA)的详细讲解,我非常期待,这能够帮助我们系统地识别出最关键的故障点。而且,对于失效的后果评估,以及如何制定相应的缓解措施,例如增加冗余度、引入故障检测与隔离(FDI)逻辑、或者设计具备自愈能力的控制策略,这些都是我非常渴望学习的内容。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一种工程哲学的体现,它引导我们从“事后诸葛亮”转变为“事前预警者”,从根本上提升控制系统的稳定性和安全性。

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这本书的封面设计简约大气,色调沉稳,给我一种专业且值得信赖的感觉。虽然我是一名刚入门的控制系统爱好者,但看着书名《控制系统可靠性设计》,我就知道我找到了宝藏。我一直对如何让控制系统在各种复杂和不确定的环境下都能稳定可靠地运行充满好奇。很多时候,我们只关注控制系统的功能是否实现,却忽略了它在实际应用中可能面临的种种挑战,比如传感器失效、执行器故障、通信中断,甚至是环境的剧烈变化。这些都可能导致系统性能下降,甚至发生灾难性的后果。这本书似乎正好填补了我在这方面的知识空白,它不仅仅是关于控制理论的堆砌,更侧重于如何从设计源头上就将可靠性这个核心要素融入其中。我期待能在这本书中学习到系统的建模方法、故障诊断与容错控制的策略,以及如何通过冗余设计和风险评估来提升系统的整体健壮性。相信通过阅读这本书,我能对控制系统的设计有一个更全面、更深入的认识,也能为未来自己构建更可靠的控制系统打下坚实的基础。从书名和整体风格来看,它应该是一本理论与实践相结合的优秀教材,非常适合像我这样希望在控制领域不断探索和进步的读者。

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我是一名对航空航天控制系统充满向往的学生,深知在这一领域,任何一点的失误都可能导致灾难性的后果,因此可靠性是设计中至关重要的考量因素。《控制系统可靠性设计》这本书,在我看来,就是打开这个领域大门的钥匙。我非常期待书中能够深入探讨航空航天领域特有的可靠性挑战,例如极端环境(高温、低温、辐射)、高G力载荷以及对系统轻量化的严格要求。书中关于如何进行故障模式、影响和危害性分析(FMECA)的详细讲解,特别是如何将其应用于飞行控制系统、导航系统等关键模块,对我来说将是宝贵的知识。我希望了解如何设计具备高度容错能力的控制系统,例如通过多传感器融合来克服单传感器失效,通过多冗余执行器来确保飞行控制指令的有效执行,以及如何利用先进的故障诊断和隔离技术来实时监测系统状态并进行相应的调整。书中关于可靠性相关的标准和规范(如DO-178C for software and DO-254 for hardware),也希望能有所提及。这本书的价值在于它不仅传授了可靠性设计的理论知识,更重要的是,它传递了一种严谨、审慎的工程态度,这对于我在航空航天领域的发展至关重要。

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作为一名对自动化与智能化技术充满热情的研究生,我一直在探索如何构建能够承受各种环境考验、具备强大鲁棒性的控制系统。我发现,在理论学习中,我们常常专注于如何设计出性能最优的控制器,但往往忽略了实际工程中不可避免的各种“不确定性”和“故障”。 《控制系统可靠性设计》这本书的出现,无疑为我提供了一个绝佳的学习机会。我非常期待书中能够详细介绍如何进行系统的可靠性建模,以及如何基于这些模型来分析和预测系统的可靠性表现。例如,我希望了解如何利用概率理论和统计方法来评估不同组件的失效率,并将其累积到整个控制系统的可靠性上。书中关于故障注入测试(fault injection testing)和失效模式与影响分析(FMEA)的实践指导,对我来说将是极其宝贵的。我相信,通过学习这些方法,我能够更早地发现设计中的潜在弱点,并采取有效的措施进行改进。这本书不仅仅是关于“做什么”,更是关于“如何做”,它将为我提供一套系统化的方法论,帮助我成为一名更优秀的控制系统工程师。

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我是一名拥有数十年经验的资深系统工程师,见证了控制系统从早期简单的模拟控制到如今复杂的数字智能控制的发展历程。在我的职业生涯中,我深刻体会到,即使是最先进的控制算法,如果其底层的硬件平台或软件架构存在可靠性隐患,那么整个系统的性能和安全性都将受到严重威胁。 《控制系统可靠性设计》这本书,从书名上看,就精准地抓住了现代控制系统设计中的一个核心挑战。我非常期待书中能够深入探讨在多处理器、分布式控制系统以及嵌入式系统等复杂架构下,如何进行可靠性设计。这包括但不限于硬件冗余技术(如双机热备、N+1冗余)、软件容错机制(如异常检测、错误恢复)、以及信息安全与可靠性的融合设计。 我特别关注书中是否会介绍如何利用形式化方法来证明控制系统的安全性或可靠性属性,这对于高风险应用领域(如核电站、飞行控制系统)尤为重要。同时,书中对系统故障注入测试、可靠性增长测试等验证方法论的阐述,也能为我们提供实践性的指导。这本书的价值在于它不仅关注理论,更注重如何在实际工程中落地,帮助我们设计出真正“不掉链子”的控制系统。

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对于任何一个关注工业自动化和智能制造发展的人来说,控制系统的可靠性直接关系到生产效率、产品质量乃至整个生产流程的安全。《控制系统可靠性设计》这本书,从其命名就能看出其重要性。我一直对如何构建能够长时间稳定运行、不易发生故障的工业控制系统感到好奇。我希望书中能够深入讲解工业环境中常见的故障类型,例如电气干扰、机械磨损、软件Bug以及人为操作失误,并提供相应的预防和应对策略。书中关于如何进行严格的测试和验证,以确保控制系统在上线前达到预期的可靠性水平,也令我非常期待。例如,我希望了解如何进行环境应力筛选(ESS)、加速寿命试验(ALT)以及验收测试(FAT)和现场验收测试(SAT)等。此外,书中对冗余技术在工业控制中的应用,例如双通道控制、安全仪表系统(SIS)的设计原则,以及如何通过远程监控和预测性维护来进一步提升系统的可靠性,也将是我学习的重点。这本书的价值在于它将理论知识与实际的工业应用紧密结合,为我们提供了切实可行的解决方案。

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我是一名对机器人技术充满热情的学生,在学习过程中,我越来越意识到控制系统的鲁棒性和可靠性是机器人能否在复杂环境中安全、高效工作的关键。很多时候,我们在实验室里构建的机器人系统表现良好,但一旦投入到实际应用场景,例如在不平坦的地形上移动、与动态障碍物交互,或者在存在传感器噪声的环境下工作,系统的性能就会大打折扣。 《控制系统可靠性设计》这本书的出现,恰好满足了我对这一领域深入学习的需求。我希望书中能够详细介绍如何进行可靠性指标的定义和量化,例如平均无故障时间(MTBF)、失效率等,并解释这些指标在实际设计中的意义。此外,我非常好奇书中会如何讲解如何通过参数裕度设计、抗干扰滤波技术以及鲁棒控制方法来提高控制系统的抗扰动能力。能够了解到如何根据具体应用场景,例如工业自动化、航空航航天或医疗设备等,来选择和优化可靠性设计策略,对我来说将非常有帮助。这本书不仅仅是理论知识的传授,更是工程智慧的结晶,它将引导我思考如何设计出能够在真实世界中可靠运行的智能系统,这对于我未来的学习和职业发展都至关重要。

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我是一名在嵌入式系统开发领域工作多年的工程师,深知在资源受限的嵌入式环境中实现高可靠性控制系统的挑战。很多时候,我们不仅需要考虑算法的有效性,还需要兼顾硬件的稳定性和软件的健壮性。 《控制系统可靠性设计》这本书,在我看来,正是针对这一痛点而来的。我特别希望书中能够深入探讨如何在嵌入式控制系统的硬件设计中融入可靠性考量,例如如何选择耐用的电子元器件,如何进行良好的电源管理以避免因电压波动导致的故障,以及如何设计有效的散热方案来防止过热。在软件层面,我期望能够学习到如何编写更加健壮和容错的代码,例如如何处理异常输入、如何实现安全的内存管理,以及如何利用看门狗(watchdog)等机制来防止系统死机。书中对于实时操作系统(RTOS)在可靠性设计中的作用,以及如何利用其特性来提高系统的稳定性和响应速度,也是我非常感兴趣的部分。这本书的价值在于它能够提供一套从硬件到软件的全面可靠性设计指南,帮助我们打造出更加稳定可靠的嵌入式控制系统。

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在当今这个高度互联和智能化的时代,控制系统无处不在,从我们日常使用的家电到尖端的航空航天设备,都离不开控制技术的支持。然而,随着系统复杂度的不断提升,如何确保这些系统在各种工况下都能可靠地运行,成为了一个巨大的挑战。《控制系统可靠性设计》这本书,从书名就点出了这个关键所在。我希望这本书能够带领我深入了解可靠性工程的基本原理,包括失效率模型、寿命分布以及可靠性分配等概念。同时,我也非常好奇书中会如何讲解如何在控制系统的设计过程中,有效地应用一些先进的设计技术来提升其可靠性,例如利用容错控制策略,当系统发生部分故障时,能够自动调整控制行为,维持基本功能。书中关于如何选择合适的传感器和执行器,以及如何对它们的性能和寿命进行评估,也是我非常关注的内容。此外,在软件层面,如何进行可靠的软件架构设计,如何保证代码的健壮性和鲁棒性,也希望书中能够有所涉及。这本书的价值在于它能够提供一个全面的视角,帮助我们理解可靠性是如何贯穿于控制系统设计的整个生命周期的。

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作为一名从事自动化设备研发多年的工程师,我深知控制系统可靠性对于整个产品生命周期以及用户满意度的重要性。过去,我们更多的是依赖于经验和反复测试来发现和解决潜在的可靠性问题,但这种方式效率低下且成本高昂。而《控制系统可靠性设计》这本书的出现,无疑为我们提供了一个更加系统化、科学化的解决方案。我特别关注书中关于故障模式与影响分析(FMEA)以及故障树分析(FTA)的部分,这些方法论能够帮助我们在设计阶段就主动识别潜在的失效模式,并评估其可能带来的影响,从而采取有针对性的预防措施。此外,书中对失效物理、材料选择以及环境适应性等方面的论述,也能够为我们提供宝贵的工程指导。我非常期待书中能够深入讲解如何利用先进的故障预测与诊断技术,例如基于模型的诊断方法或机器学习在故障识别中的应用,以及如何在设计中融入冗余机制和自适应控制策略来提高系统的容错能力。如果书中还能包含一些实际案例分析,那就更完美了,这样可以让我们更直观地理解理论知识如何在实际工程中落地。总而言之,这本书的价值在于它提供了一种前瞻性的设计思维,帮助我们从源头上构建更加可靠、稳定的控制系统。

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