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出版者:

作者:王少华

出品人:

页数:345

译者:

出版时间:1970-1

价格:37.00元

装帧:

isbn号码:9787811057928

丛书系列:

图书标签:

• 电气控制
• PLC
• 自动化
• 工业控制
• 继电器控制
• 可编程逻辑控制器
• 电路
• 电机控制
• 传感器
• 控制系统

《现代机器人技术与智能制造》 本书深入探讨了现代机器人技术的核心概念、关键技术及其在智能制造领域的广泛应用。从机器人基础理论到前沿发展，为读者构建了一个全面而系统的认知框架。 第一部分：机器人基础理论与核心技术 本书首先从机器人学的基本原理出发，详尽阐述了机器人的结构、运动学和动力学。我们将从最基础的坐标系、变换矩阵入手，逐步讲解正逆运动学求解方法，以及如何描述和控制机器人的运动。机器人本体的组成部分，如关节、连杆、执行器和传感器，也将得到详细介绍，包括各种类型执行器（伺服电机、步进电机、液压/气动系统）的原理、选择与驱动，以及各类传感器（视觉传感器、力/力矩传感器、接近传感器、编码器）在机器人感知中的作用。 运动控制是机器人能否精准高效工作的关键。本书将系统介绍多种先进的运动控制算法，包括PID控制、自适应控制、模糊控制和神经网络控制等，并结合实例分析其在机器人轨迹跟踪、位置控制和力控制中的应用。特别地，我们将重点讲解机器人动力学建模的方法，如牛顿-欧拉法和拉格朗日法，以及基于动力学的实时控制策略，如模型预测控制（MPC）。 感知技术是赋予机器人“眼睛”和“触觉”的关键。书中将详细介绍计算机视觉在机器人领域的应用，包括图像采集、特征提取、目标识别与跟踪、三维重建和SLAM（同步定位与地图构建）技术。读者将了解到如何利用视觉信息实现机器人的环境感知、导航和避障。此外，力/力矩传感器的集成与应用，使得机器人能够感知外界的交互力，从而实现柔顺控制、表面跟随和装配等任务，也将在书中得到深入探讨。 第二部分：机器人操作系统与编程 为了高效开发和管理机器人系统，强大的软件平台必不可少。本书将重点介绍目前主流的机器人操作系统ROS（Robot Operating System），从其基本架构、通信机制（话题、服务、动作）、节点管理、参数服务器等方面进行详细讲解。我们将演示如何利用ROS构建机器人仿真环境，进行传感器数据处理、运动规划和路径搜索。 在机器人编程方面，本书将覆盖多种编程语言和开发环境。从C++和Python等主流机器人开发语言的基础语法和常用库，到机器人控制指令的编写，再到高层应用逻辑的实现，都将通过实际案例进行演示。对于特定的机器人应用，如协作机器人编程，也将介绍其特有的编程接口和编程范式。 第三部分：先进机器人技术与前沿研究 随着技术的发展，机器人技术不断涌现出新的突破。本书将介绍一些当前研究的热点领域。例如，移动机器人导航与路径规划，包括全局路径规划（A、Dijkstra算法）和局部路径规划（DDPG、Reinforcement Learning），以及它们在自主移动机器人中的应用。 此外，协作机器人（Cobots）作为人机协作的典范，其安全设计、力感知控制和人机交互方式也将得到重点介绍。人机协作的场景和应用，如装配、检测和包装等，也将通过案例进行分析。 关于足式机器人和无人机的运动控制、感知与规划，以及仿生机器人的设计原理和应用，也将作为前沿内容进行介绍，为读者描绘机器人技术的未来发展方向。 第四部分：机器人与智能制造的融合应用 本书的重中之重在于展示机器人技术如何赋能智能制造。我们将深入分析机器人技术在不同制造环节的应用： 自动化生产线： 从搬运、码垛到焊接、喷涂、打磨，机器人如何实现生产流程的自动化与智能化，提高生产效率和产品质量。 智能物流与仓储： 自动导引车（AGV）、自主移动机器人（AMR）在仓储管理、物料配送中的应用，如何优化库存管理和物流效率。 智能检测与质量控制： 利用机器视觉和传感器技术，机器人如何实现产品的自动检测、尺寸测量、表面缺陷识别，从而保障产品质量。 柔性制造与个性化定制： 机器人如何通过灵活的编程和快速的换产，适应小批量、多品种的生产需求，实现个性化定制。 工业互联网与智能工厂： 机器人作为智能工厂的关键执行单元，如何与工业互联网平台集成，实现设备互联、数据共享和远程监控，构建智能化的生产管理系统。 人机协作在智能制造中的实践： 详细分析协作机器人与人工在生产线上的协同工作模式，如何提高生产效率并保障操作人员的安全。 本书还将会涉及一些新兴的应用领域，例如服务机器人（如医疗服务机器人、教育机器人）、特种机器人（如水下机器人、深空探测机器人）等，以及它们在不同场景下的技术挑战与解决方案。 目标读者： 本书适合于高等院校自动化、机械工程、电子信息工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事机器人研发、系统集成、智能制造的工程师、技术人员和项目管理者。对于对机器人技术和智能制造感兴趣的读者，本书也提供了丰富的知识和实用的指导。 通过学习本书，读者将能够掌握现代机器人技术的理论基础，熟悉机器人系统的开发与编程，并深刻理解机器人技术如何驱动智能制造的转型与升级。

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这本书的语言风格非常细腻且富有启发性，作者并非仅仅罗列枯燥的理论公式，而是善于用生动形象的比喻来阐释复杂的概念。例如，在讲解继电器工作原理时，作者将其比作一个“电子开关”，通过线圈的磁性来控制触点的吸合与断开，这个类比让原本抽象的电磁感应原理立刻变得通俗易懂。在PLC的指令讲解部分，作者更是精益求精，不仅给出了指令的符号和功能解释，还辅以大量的实际应用案例，比如在“定时器与计数器应用”这一章节，作者详细演示了如何利用这些基本指令来完成生产线上的节拍控制、物料计数等任务，每一个步骤都讲解得十分到位，让人跃跃欲试。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些关于电气控制系统设计时需要注意的细节问题，例如导线规格的选择、接线方式的规范、低压配电系统的安全设计等等，这些都是在实践中非常重要的常识性知识，却往往被一些理论书籍所忽略。这本书的实用性体现在它真正考虑到了读者在实际操作中可能遇到的方方面面，并提供了解决问题的思路和方法。这对于我来说，无疑是一笔宝贵的财富，能够帮助我少走弯路，更高效地掌握电气控制和PLC技术。

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这本书的图文并茂程度令人称赞，每一页都充满了丰富的信息，不仅仅是文字，更重要的是那些高质量的插图、图表和真实的应用照片。在电气基础知识的讲解上，作者提供的电路图清晰明了，即使是复杂的控制电路，也能通过对这些图的分析，将其分解为易于理解的各个部分。在PLC部分，作者不仅提供了PLC硬件的实物照片，还附上了PLC编程软件界面的截图，以及大量实际工程项目中PLC控制柜的接线图和内部结构图。这些直观的图像资料，极大地降低了理解的门槛，让我能够更快速地掌握PLC的硬件配置和软件操作。尤其让我受益匪浅的是，书中对于一些自动化生产线上的典型应用案例，如包装机、注塑机、数控机床等，都进行了详细的PLC控制方案设计和程序实现讲解。通过对这些案例的学习，我不仅能够理解PLC在这些设备中的具体应用，还能学习到如何根据实际需求进行创新性的设计。

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这本书的深度和广度都令人印象深刻，它不仅仅是一本入门教材，更是一本能够指导实际工作的参考书。在电气基础知识方面，作者对各种电气元件的讲解非常透彻，例如对断路器类型的分类、选型原则，对各种传感器的精度、响应时间、防护等级的对比分析，都给出了明确的指导。更难能可贵的是，书中还涉及了一些高级主题，比如伺服系统与PLC的联动控制，变频器的基本原理与参数设置，以及一些PLC的通信协议（如Modbus、Profinet）的介绍。这些内容对于我这样希望在电气控制领域深耕的人来说，非常有价值。在PLC应用部分，作者不仅讲解了常见的逻辑控制，还涵盖了运动控制、模拟量控制、PID控制等更复杂的应用。我特别喜欢书中关于“故障诊断与排除”那一章，作者列举了许多常见的电气故障现象，并针对性地给出了分析思路和检查步骤，这对于我解决实际工作中遇到的问题非常有帮助。这本书的知识体系非常完整，能够帮助读者构建起从基础到进阶，再到实际应用的完整知识链条。

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这本书的阅读体验非常流畅，作者的语言组织能力极强，能够将复杂的电气控制原理和PLC技术用清晰、简洁的语言表达出来。在讲解PLC指令系统时，作者并没有简单地罗列指令，而是将其按照功能进行分类，例如逻辑指令、定时器指令、计数器指令、跳转指令、比较指令等等，并且对每一类指令都进行了详细的解释和应用举例。我尤其欣赏书中关于“PLC故障排除策略”的讨论，作者提供了一套系统性的排查方法，从硬件检查、程序逻辑分析、通信故障排查等方面，层层深入，帮助读者快速定位和解决问题。这本书的另一个优点是它对“软启”和“硬启”的概念进行了清晰的界定，并且在PLC程序设计中强调了“在线调试”和“离线仿真”的重要性。这些细节之处，都体现了作者深厚的理论功底和丰富的实践经验。这本书就像一位循循善诱的老师，带领我在电气控制和PLC技术的海洋中遨游。

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这本书的写作风格既有学术的严谨性，又不失工程的实用性。作者在阐述理论知识时，引用了大量的相关文献和国家标准，确保了内容的准确性和权威性。同时，在讲解PLC的应用时，又紧密结合了实际生产的需要，提供了许多宝贵的工程经验和技巧。例如，在讨论PLC的输入输出模块选型时，作者不仅介绍了不同类型模块的性能特点，还详细分析了在实际应用中如何根据负载类型、信号类型、环境要求等因素进行最优选择。在PLC编程部分，作者强调了“程序结构化”、“代码可读性”和“模块化设计”的重要性，并且通过具体的例子演示了如何编写高质量、易于维护的PLC程序。我特别喜欢书中关于“PLC网络通信”的章节，作者详细介绍了RS485、CAN总线、以太网等常用通信方式的原理和应用，并提供了具体的通信协议配置方法。这对于我理解和实施分布式控制系统非常有帮助。这本书的内容覆盖面广，深度也足够，是一本非常适合有志于在自动化领域发展的工程师的参考书。

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初次翻阅这本书，我就被其严谨的学术态度和贴近实际的教学理念所吸引。作者在讲解每一个电气元件时，都详细介绍了其工作原理、技术参数、选型要点以及安装注意事项，并且引用了大量的行业标准和规范作为依据，这使得书中的内容既有科学的严谨性，又具备高度的参考价值。在PLC编程部分，作者并没有拘泥于某种特定的PLC品牌，而是以通用的编程概念和指令为基础，并且重点讲解了如何根据不同的应用需求进行程序设计。例如，在讲解PID控制算法时，作者不仅给出了公式和参数整定方法，还详细说明了在PLC中如何实现PID控制的程序结构，包括输入模拟量、输出控制量、PID运算以及抗积分饱和等关键环节。此外，书中还穿插了一些关于电气安全和EMC（电磁兼容性）设计的章节，这些内容对于确保电气系统的稳定运行和安全至关重要，但往往在许多其他书籍中被忽视。这本书真正做到了“授人以渔”，不仅教会了我如何操作，更教会了我“为什么”以及“如何做得更好”。

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从这本书的整体风格来看，它不仅仅是一本技术手册，更是一本能够激发读者学习兴趣和创新思维的启蒙读物。作者在讲解PLC编程时，不仅仅关注指令的实现，更强调“解决问题”的思路。例如，在解决一个复杂的控制逻辑时，作者会引导读者思考“如何将现实世界的物理过程转化为PLC能够理解的数字信号和逻辑关系”。在PLC的应用案例中，作者还会提出一些“优化方案”的讨论，鼓励读者思考如何提高系统的效率、可靠性和经济性。这本书的最后一个章节，更是让我眼前一亮，它讨论了“未来电气控制的发展趋势”，例如物联网（IoT）、大数据分析在自动化领域的应用，以及人工智能（AI）在PLC控制中的潜在作用。这些前瞻性的内容，让我对这个行业有了更广阔的视野和更深刻的认识。我相信，通过阅读这本书，我不仅能够掌握扎实的电气控制和PLC技术，更能培养出解决实际问题和不断创新的能力。

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这本书的封面设计非常吸引人，采用了科技蓝为主色调，搭配精美的电气符号和PLC模块的抽象图形，给人一种专业、现代的感觉。拿到手上，纸张的质感也相当不错，厚实且光滑，印刷清晰，即使是细小的图表也能看得清楚。我尤其喜欢它在排版上的用心，逻辑清晰，章节划分合理，每个知识点都有独立的标题和副标题，方便快速定位。初读目录，就对其中涉及的电气基础知识和PLC的实际应用充满了期待。尤其是看到“PLC编程基础”、“传感器与执行器接口”、“常见电气故障诊断与排除”等章节时，我感觉这绝对是我一直在寻找的那本兼具理论与实践的书籍。作者在内容组织上似乎做了深入的考量，从最基本的电气原理讲起，循序渐进地引入PLC的概念，然后再深入到具体的应用场景。这样的编排方式对于我这样一个希望系统学习电气控制和PLC知识的初学者来说，无疑是福音。我相信通过这本书的学习，我能够建立起扎实的理论基础，并且能够将其应用到实际的工程项目中，解决工作中的实际问题，提升自己的技术水平。我迫不及待地想翻开它，开始我的学习之旅，探索电气世界的奥秘。

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这本书的语言风格非常朴实且易于理解，作者似乎深知读者的需求，用最直观的方式来解释最复杂的概念。例如，在讲解PLC的扫描周期时，作者将其比作“机器的呼吸”，生动地描绘了PLC CPU读取输入、执行程序、更新输出的连续过程。在PLC编程的逻辑控制部分，作者通过大量的流程图和梯形图示例，将原本抽象的逻辑关系具象化，即使是对编程新手来说，也能很快理解。我尤其欣赏书中关于“PLC系统集成与调试”的章节，作者详细介绍了如何将PLC与人机界面（HMI）、上位机软件进行连接和通信，以及在实际现场如何进行系统联调和优化。这些内容对于将PLC应用于实际生产线至关重要。这本书的另一个亮点是它对“电气安全”的重视。作者在讲解每一项操作时，都会强调相关的安全注意事项，例如在进行高压操作时需要采取哪些防护措施，如何正确使用万用表进行测量，以及如何避免触电风险等。这些细致的安全提示，对于确保操作人员的人身安全起到了至关重要的作用。

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这本书的结构安排非常科学，采用了“理论先行，实践跟进”的模式，既保证了知识的系统性，又突出了其应用性。第一部分详细阐述了基本的电气控制原理，包括电路分析、常用电气元件（如接触器、热继电器、断路器等）的结构与工作原理，以及各种控制电路的绘制与分析方法。作者在这一部分的处理非常到位，通过大量的插图和示意图，将复杂的电气原理可视化，让读者能够直观地理解电路的运行状态。第二部分则重点介绍了PLC技术，从PLC的硬件构成、指令系统，到编程软件的使用和调试技巧，都进行了全面而深入的讲解。尤其是在PLC编程部分，作者选取了多个不同行业、不同应用场景的实际案例，例如电机正反转控制、液位自动控制、流水线节拍控制等，并且对每一种案例的PLC程序进行了详细的解析，包括梯形图、指令表等多种编程语言。我特别欣赏的是，作者在讲解PLC指令时，不仅列出了指令的功能，还深入分析了指令在实际应用中的“潜规则”和“注意事项”，这些都是经验性的宝贵总结，对于初学者来说，可以避免很多不必要的错误。这本书就像一位经验丰富的工程师，耐心地引导着我一步一步地走进电气控制与PLC技术的殿堂。

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