机电一体化技术与系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:吴晓苏

出品人:

页数:236

译者:

出版时间:2009-6

价格:29.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111272069

丛书系列:

图书标签:

• 机电一体化
• 自动化
• 控制工程
• 机械工程
• 电气工程
• 系统工程
• 传感器技术
• 驱动技术
• 工业机器人
• 智能制造

好的，这是一本关于《现代精密仪器设计与制造》的图书简介，它与您提到的《机电一体化技术与系统》的主题和内容侧重有所不同。 --- 《现代精密仪器设计与制造》 书籍概述 本书全面、深入地探讨了现代精密仪器从概念设计、关键技术选型到系统集成与制造实施的全过程。它聚焦于高精度、高可靠性的测量、控制与检测设备，强调将物理学原理、材料科学、先进传感技术与精密控制算法有机结合。本书旨在为读者提供一套系统化的、面向工程实践的精密仪器设计方法论与技术指南，特别关注当前前沿领域如微纳尺度制造、智能传感网络以及实时高精度数据处理的应用。 第一部分：精密仪器设计基础与理论框架 本部分奠定了精密仪器设计的理论基石。首先，深入分析了精密测量的基本原理、误差源分析与不确定度评定，这是所有精密仪器设计的核心前提。 1.1 误差理论与系统建模： 详细讲解了系统误差、随机误差的数学描述和处理方法，引入了基于物理模型的系统建模技术，特别是针对振动、热漂移和电磁干扰等环境因素对测量精度的影响。探讨了如何使用最小二乘法、卡尔曼滤波等先进算法对仪器数据进行实时优化与补偿。 1.2 关键性能指标与规范化设计： 明确界定了精密仪器的核心性能指标，如分辨率、灵敏度、动态范围、线性度与稳定性。介绍了一套从用户需求转化为技术规范的指标分解与权衡设计流程，强调在成本、体积、功耗与精度之间的最优平衡点寻找。 1.3 材料选择与结构设计基础： 探讨了用于精密仪器的高性能材料，包括低热膨胀系数合金（如Invar）、高强度陶瓷以及光学玻璃。结构设计部分重点剖析了刚度设计、阻尼优化以及热力耦合分析，确保仪器在工作环境下的几何精度与热稳定性。 第二部分：核心功能模块的技术选型与实现 本部分聚焦于构成现代精密仪器的关键功能部件，深入剖析了其工作机理、前沿发展及其在实际系统中的集成方法。 2.1 先进传感器的原理与应用： 详细阐述了光学传感、电容/压电传感、光纤传感等高精度传感器的物理基础、信号调理电路设计以及抗噪技术。特别增加了对MEMS/NEMS传感器在微系统集成中的应用案例分析，着重讲解了这些微型传感器如何实现亚微米甚至纳米级的测量能力。 2.2 精密驱动与定位技术： 覆盖了精密仪器中常用的驱动系统，包括压电陶瓷驱动器（PZT）、音圈电机（Voice Coil Motors, VCM）和直线电机的选型与控制策略。重点分析了如何实现亚纳米级的运动控制，包括间隙消除技术、磁滞补偿算法以及高分辨率编码器的选配与校准。 2.3 数据采集与高速信号处理： 介绍了高性能模数转换器（ADC）的选型标准（如有效位数EWB、采样率）。深入讲解了如何设计低噪声前端电路，以及利用FPGA/DSP进行实时数据预处理、数字滤波和特征提取，以满足高速、高精度测量的要求。 第三部分：系统集成、制造工艺与质量控制 精密仪器的性能不仅取决于单个部件，更依赖于系统集成能力和先进的制造工艺。本部分详细介绍了如何将理论设计转化为可靠的物理实体。 3.1 关键制造工艺解析： 详细介绍了超精密加工技术，如金刚石车削、离子束抛光、激光微加工等，这些技术是实现高精度光学元件和机械结构的必要手段。同时，探讨了精密装配技术，包括无接触定位、真空或洁净室装配要求，以及应力释放与预紧力的精确控制。 3.2 互连与封装技术： 针对精密电子系统，讲解了高密度互连（HDI）PCB设计、低温共烧陶瓷（LTCC）在传感器封装中的应用。重点讨论了热管理策略，如何通过散热设计和热路径隔离来维持仪器内部关键部件的温度一致性。 3.3 系统集成与标定： 阐述了复杂的精密仪器系统集成流程，包括电磁兼容性（EMC）设计，确保仪器在复杂电磁环境下稳定工作。最后，详细介绍了仪器的全流程标定与溯源方法，如何利用国家标准或一级标准器对仪器的最终输出进行精确校准，以确保测量结果的科学性和可靠性。 本书的特色与适用读者 本书的特色在于其理论与工程实践的深度融合。它不仅仅停留在原理介绍，而是通过大量实际工程案例（如高精度光谱仪、原子力显微镜、激光干涉仪的局部模块设计），展示如何应对实际设计中的挑战。 适用读者： 从事精密仪器、光学仪器、医疗器械、半导体检测设备研发的工程技术人员。 高校机电工程、仪器科学与技术、电子信息工程等专业的研究生及高年级本科生。 希望掌握复杂系统设计流程和前沿制造技术的科研工作者。 通过学习本书，读者将能够独立完成复杂精密测量系统的方案论证、关键技术攻关以及从原型到批量生产的工程化转化工作。

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说实话，我一开始对这本书抱有很高的期望，毕竟这个领域的内容太庞杂了，很难找到一本既全面又易懂的教材。然而，这本书在某些细节的处理上，真的让我感到非常惊喜。比如，它对不同类型执行器（步进电机、伺服电机、线性执行器）的特性比较和选型原则，分析得细致入微，甚至提到了成本效益分析在实际项目中的重要性。更让我感到贴心的是，书中穿插了大量的实际工程案例，这些案例都不是那种完美的“教科书式”演示，而是带有真实世界限制和妥协的例子。这对于我们这些希望将理论应用于实践的人来说，简直是无价之宝。我特别喜欢其中关于故障诊断和容错机制的部分，这体现了作者深厚的工程经验，而不是仅仅停留在理论层面。阅读过程中，我感觉自己不是在“读”一本书，而是在和一位经验丰富的工程师进行深度对话。这本书的价值，就在于它弥合了理论研究和实际工程之间的鸿沟。

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这本书的排版和内容的组织逻辑，简直是强迫症患者的福音！结构极其清晰，从基础的信号处理和接口标准讲起，逐步搭建起整个系统的骨架。让我印象深刻的是，作者对系统集成和软件架构的论述。在很多同类书籍中，这一块往往被简单带过，但这本书却花了大篇幅去讨论如何构建一个健壮、可扩展的嵌入式控制软件平台。它不仅仅告诉你“要用C++写”，而是深入探讨了面向对象设计在控制软件模块化中的优势，以及如何利用设计模式来管理状态机和事件处理。我甚至因此回去重新审视了我正在进行的一个项目，对其中模块间的耦合问题有了茅塞顿开的理解。此外，书中对新兴技术如物联网（IoT）在工业自动化中的应用也进行了前瞻性的探讨，这让这本书的生命力大大延长，而不是很快就被过时的内容淘汰。阅读体验非常流畅，知识的递进关系把握得恰到好处。

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我是在一个非常紧张的短期培训项目中使用这本书的，说实话，时间非常紧迫。这本书的优点就在于它的模块化结构非常适合这种高强度学习。我可以根据自己的知识盲区，快速定位到对应的章节进行突击。让我赞叹的是，书中对“系统辨识”这一复杂环节的处理方式。作者并没有使用过于晦涩的数学语言，而是通过构建一个虚拟的系统模型，演示了如何利用实验数据来辨识出该系统的传递函数或状态空间模型。这个过程的演示非常直观，即使是对系统辨识不熟悉的读者，也能通过书中的例子迅速掌握其核心思想。书中还穿插了大量对“为什么”的解释，而不是仅仅停留在“是什么”的层面。比如，为什么选择某个特定的采样时间会对系统的稳定性产生决定性影响，这本书都给出了非常详尽的物理和数学上的论证。这让我感到非常踏实，每一次阅读都能有所收获，不至于产生“学了也白学”的虚无感。

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天哪，这本书简直是为我这种对电子和机械的交叉领域着迷的人量身定做的！我记得我翻开第一页时，那种扑面而来的技术深度和广度就让我感到非常振奋。它没有停留在那种浮于表面的介绍，而是深入到了最核心的控制理论和传感器技术，讲解得非常透彻。特别是关于实时操作系统在运动控制中的应用那一章，作者简直是用手术刀般的精确性剖析了各种算法的优劣和实际部署中的陷阱。我尤其欣赏的是，书中并没有回避那些复杂的数学推导，而是用一种循序渐进的方式，让你在理解每一个公式的物理意义后，再去看它的应用，这比死记硬背公式有效得多。这本书的图表设计也是一绝，那些复杂的系统框图和时序图，清晰得让人一看就懂，省去了我大量查阅其他参考资料的时间。读完之后，我感觉自己对如何设计一个高性能的自动化生产线有了全新的认识，那些以前看起来高不可攀的工程难题，现在似乎都在我的掌握之中了。这绝对是一本值得反复研读的“案头宝典”。

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坦率地说，这本书的深度已经超出了我之前接触的任何一本入门或进阶教材的范畴。它更像是一本高级工程师的参考手册，但阅读起来的门槛却并没有想象中那么高。最让我惊艳的是它对人机交互界面（HMI）在复杂控制系统中的设计原则的论述。作者强调了“信息呈现的清晰度”和“操作的安全性”同等重要，并提供了一套实用的评估指标来衡量HMI的有效性。这在很多纯粹偏向底层硬件和算法的书籍中是很少能看到的。此外，书中对电磁兼容性（EMC）和安全标准（如ISO 13849）的讲解，虽然不是核心内容，但其详尽程度足以让一个刚接触到硬件设计和合规性工作的工程师少走很多弯路。它提供的知识广度，让我意识到一个真正的机电一体化专家，必须是多面手。这本书成功地将电气工程、机械工程、控制理论和计算机科学融合成了一个有机的整体，实属不易。

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