具体描述
《自动控制综合应用技术:嵌入式微控制器、PLC、变频器、触摸屏、工控机、组态软件的综合应用》从推广自动化综合应用角度出发，将当前最新的自动化硬件技术和应用软件技术整合为一体，并结合实践环节训练，为读者搭建了一个面向自动化综合应用技术的快速集成平台。《自动控制综合应用技术:嵌入式微控制器、PLC、变频器、触摸屏、工控机、组态软件的综合应用》介绍了嵌入式微控制器应用技术、可编程序控制器应用技术、变频器应用技术、触摸屏应用技术、工业控制计算机应用技术以及工业组态软件应用技术，并提供了24个工业控制综合自动化应用技术实验内容。通过《自动控制综合应用技术:嵌入式微控制器、PLC、变频器、触摸屏、工控机、组态软件的综合应用》，可使读者对当前的自动化应用技术有一个较为全面的认识，同时提高自动化技术的综合应用能力。
《现代工程系统设计与优化》 内容简介 在瞬息万变的工程技术领域，如何高效、可靠地设计并优化复杂的工程系统，一直是工程师们面临的核心挑战。本书《现代工程系统设计与优化》聚焦于这一关键议题，旨在为读者提供一套系统、深入的工程系统设计理论与实践框架。本书并非一本介绍具体技术或某一学科知识的教材，而是侧重于通用的、跨学科的系统思维、设计方法论以及优化策略，适用于工程领域的各个分支，包括但不限于机械工程、电子工程、软件工程、生物工程、土木工程、航空航天工程等，以及新兴的交叉学科领域，如物联网、智能制造、可再生能源系统、复杂交通网络等。 本书开篇便强调了“系统”这一概念的本质。它并非简单地将各个独立组件堆砌，而是强调组件之间的相互作用、信息流动、能量转化以及它们如何共同协作以实现整体目标。第一部分“系统思维导论”将带领读者从宏观视角审视工程问题，理解系统的层级结构、边界定义、涌现性特征以及反馈回路的重要性。我们将探讨不同类型的系统，如静态系统与动态系统、线性系统与非线性系统、确定性系统与随机性系统，并讨论如何辨识和分析这些系统的关键组成部分与相互依赖关系。此外，还将引入一些基础的系统动力学概念，以帮助读者理解系统随时间演变的内在规律。 第二部分“工程系统设计方法论”是本书的核心内容之一。我们将深入剖析现代工程系统设计的通用流程，从需求分析、概念设计、详细设计，到原型制作、测试与验证。本书将重点介绍多种设计思维模式，包括但不限于： 基于需求的驱动设计（Requirement-Driven Design, RDD）： 强调从用户和应用场景出发，清晰定义和管理系统需求，并将其转化为可衡量的设计指标。我们将讨论需求收集、分析、分解、验证和变更管理的技术与工具。 模块化与分层设计（Modular and Layered Design）： 介绍如何将复杂的系统分解为独立、可管理的模块，以及如何通过定义清晰的接口来实现模块间的互联互通。模块化设计不仅提高了系统的可维护性和可重用性，也为并行开发和分布式协作提供了便利。 面向对象的工程设计（Object-Oriented Engineering Design, OOED）： 探讨将面向对象的思想应用于工程系统设计，强调抽象、封装、继承和多态等概念在构建灵活、可扩展的系统中的应用。 敏捷与迭代式设计（Agile and Iterative Design）： 阐述在快速变化的环境中，如何采用敏捷和迭代的方法来设计和开发工程系统。我们将讨论原型验证、持续反馈以及适应性规划在缩短开发周期、降低风险中的作用。 基于模型的系统工程（Model-Based Systems Engineering, MBSE）： 深入介绍MBSE的理念与实践，重点在于如何利用统一的模型语言（如SysML）来描述系统的结构、行为、需求和约束，从而实现更精确的沟通、分析和验证。 第三部分“工程系统优化策略”将目光投向如何让已设计的系统达到最优性能。优化并非仅是性能参数的提升，更是要在满足约束条件下，实现成本、效率、可靠性、安全性、可持续性等多个维度的最佳平衡。本书将从以下几个方面展开： 性能指标的量化与评估： 介绍如何为工程系统设定明确、可量化的性能指标，以及如何设计有效的测试和仿真方法来评估系统的实际性能。 参数优化技术： 涵盖多种参数优化方法，包括但不限于： 数学优化方法： 如线性规划、非线性规划、整数规划，以及它们在资源分配、调度问题中的应用。 启发式与元启发式算法： 如遗传算法、粒子群优化、模拟退火等，尤其适用于解决复杂、非线性和大规模的优化问题。 响应面法（Response Surface Methodology, RSM）： 用于建模和优化响应变量与设计变量之间的关系。 系统可靠性设计与分析（Reliability Design and Analysis）： 探讨如何通过冗余设计、故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）等手段，提高系统的可靠性和鲁棒性。 系统效率与资源利用优化： 关注如何通过优化流程、能量管理、物料流动等，最大限度地提高系统的效率，减少能源和资源消耗，符合绿色工程和可持续发展的要求。 多目标优化（Multi-Objective Optimization）： 介绍如何处理工程设计中常见的多个相互冲突的优化目标，并通过帕累托最优（Pareto Optimality）等概念来寻求折衷方案。 第四部分“现代工程工具与仿真技术”将介绍辅助设计与优化的关键工具。本书不会深入讲解某一具体软件的操作，而是聚焦于这些工具背后的原理及其在系统设计与优化中的应用价值。我们将讨论： 计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助工程（CAE）： 介绍CAD在三维建模和可视化中的作用，以及CAE（包括有限元分析FEA、计算流体动力学CFD等）在模拟物理行为、验证设计性能方面的能力。 系统仿真平台： 讨论不同类型的仿真软件（如MATLAB/Simulink, ANSYS, COMSOL Multiphysics等）如何用于建立系统的数学模型，并进行动态行为、性能表现的预测和分析。 数据分析与机器学习在优化中的应用： 介绍如何利用收集到的运行数据和仿真数据，结合数据挖掘和机器学习技术，来识别潜在的优化机会、构建预测模型，并辅助决策。 版本控制与协作工具： 强调在团队协作环境下，使用Git等版本控制系统以及项目管理工具的重要性，以确保设计过程的规范性和可追溯性。 在本书的最后，我们将探讨“工程系统集成与验证”。这部分内容强调，一个工程系统的成功不仅在于其各个部分的优良设计，更在于它们能够被有效地集成在一起，并经过严格的测试和验证，最终满足预期的功能和性能要求。我们将讨论： 系统集成策略： 从硬件、软件、网络等多个层面，分析不同集成方式的优劣，以及如何应对集成过程中可能出现的冲突和挑战。 测试与验证方法： 详细阐述单元测试、集成测试、系统测试、验收测试等不同层级的测试方法，以及仿真测试、物理原型测试、现场试验等多种验证手段。 可追溯性管理： 强调建立从需求到设计、再到测试结果的完整可追溯性链条，这对于保障系统质量、满足法规要求以及进行后期维护至关重要。 风险评估与管理： 系统地介绍在设计和优化过程中识别、评估和应对各类风险的策略，包括技术风险、管理风险、市场风险等。 《现代工程系统设计与优化》的读者群体广泛，包括但不限于： 高等院校的本科生和研究生： 作为一本补充教材或参考书，帮助他们建立系统性的工程思维，掌握通用的设计与优化方法。 初中级工程师： 帮助他们从具体技术的应用者转变为系统问题的思考者和解决者，提升职业技能和设计能力。 项目经理与工程领导者： 提供一个高屋建瓴的视角，理解工程项目的复杂性，并指导团队进行科学的设计与决策。 对工程系统感兴趣的跨学科研究人员： 为他们提供一个理解不同工程领域共通的设计与优化原则的平台。 本书的目标是培养读者一种“工程素养”，即不仅仅是掌握某一门技术，更能以一种全局的、动态的、优化的视角来看待和解决工程问题。通过学习本书，读者将能够更加自信地应对日益复杂和挑战性的工程项目，设计出更智能、更高效、更可靠的工程系统，为技术进步和社会发展贡献力量。本书的语言力求严谨而清晰，避免使用过于晦涩的专业术语，并辅以丰富的案例分析和图示，使复杂的概念易于理解和消化。
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