测控技术与仪器专业英语教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:刘曙光 编

出品人:

页数:329

译者:

出版时间:2009-8

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787121093296

丛书系列:

图书标签:

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《精密测量与控制系统设计》 概述 《精密测量与控制系统设计》是一本面向工程技术人员和高等院校相关专业师生的专业教材，旨在系统性地介绍现代精密测量技术、传感器原理、信号处理方法以及先进的控制系统设计理论与实践。本书聚焦于如何将物理世界的精确测量转化为可信赖的数据，并在此基础上构建高效、鲁棒的自动控制系统，以满足日益复杂和高精度的工程应用需求。 本书内容涵盖了从基础的测量误差分析到复杂的自适应控制算法，从经典的传感器技术到前沿的物联网集成应用，力求为读者提供一个全面而深入的知识体系。我们注重理论与实践的结合，通过丰富的案例分析和工程实例，帮助读者理解抽象的工程原理在实际问题中的应用，培养解决复杂工程挑战的能力。 核心内容详述 第一部分：精密测量技术基础 本部分奠定本书的理论基础，着重讲解精密测量的核心概念、误差分析以及常用的测量方法。 测量误差理论与分析： 误差的分类与来源： 深入剖析随机误差、系统误差、粗大误差等各类误差的性质、产生原因及其影响。介绍如何通过实验设计和数据处理来识别和量化不同类型的误差。 误差传播定律： 详细讲解在多变量测量和计算过程中，误差如何进行叠加和传播，并提供计算方法，指导读者如何预测和评估测量结果的不确定度。 不确定度评估： 介绍国际通行的不确定度评估方法（如 GUM - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement），教授如何根据测量过程中的影响量进行系统化的不确定度评定，以及如何报告测量结果的不确定度。 数据处理与统计分析： 涵盖最小二乘法、加权最小二乘法等数据拟合技术，以及均值、方差、标准差、置信区间等统计学工具在测量数据分析中的应用。 传感器原理与应用： 传感器分类与特性： 系统介绍各类传感器的基本工作原理，包括电阻式、电容式、电感式、压电式、霍尔效应、光电式、热敏式、声波式以及基于微机电系统（MEMS）的传感器。重点讲解传感器的灵敏度、线性度、迟滞、重复性、响应时间等关键性能指标。 经典传感器技术详解： 位移与位置传感器： 介绍线性可变差动变压器（LVDT）、光栅尺、编码器（绝对式、增量式）、超声波传感器、激光测距传感器等。 力与压力传感器： 讲解应变片式压力传感器、压阻式传感器、电容式压力传感器、力敏电阻等。 温度传感器： 深入分析热电偶、热敏电阻（NTC/PTC）、电阻温度检测器（RTD）、红外测温仪等的工作原理和适用范围。 速度与加速度传感器： 介绍测速发电机、多普勒效应传感器、压电式加速度计、MEMS 加速度计等。 其他重要传感器： 涵盖流量传感器、液位传感器、气体传感器、图像传感器等，讲解其基本原理和典型应用。 新型传感技术展望： 简要介绍纳米传感器、生物传感器、光纤传感器等前沿技术的发展趋势。 信号调理与采集： 模拟信号调理电路： 详细讲解滤波器（低通、高通、带通、带阻）、放大器（仪表放大器、运算放大器）、隔离器、阻抗匹配电路等在传感器输出信号处理中的作用。 模数转换（ADC）与数模转换（DAC）： 介绍不同类型 ADC（逐次逼近式、Σ-Δ 转换器、并行式）和 DAC 的工作原理、分辨率、采样率、转换精度等关键参数。 数据采集系统（DAS）： 讲解 DAS 的组成部分（传感器、信号调理、ADC、微处理器/DSP、存储器）和设计要点。讨论多通道数据采集、同步采样等高级功能。 第二部分：控制系统设计理论与方法 本部分深入探讨自动控制系统的基本原理、建模方法、控制器设计以及系统分析与优化。 自动控制系统基础： 系统组成与分类： 讲解开环控制系统、闭环控制系统（反馈控制）的结构、特点和优缺点。介绍伺服系统、调节系统等不同类型的控制系统。 系统数学模型： 学习如何将实际物理系统（如机械、电气、热力系统）抽象为数学模型，包括微分方程、传递函数、状态空间方程等。重点讲解如何从物理原理推导模型，以及如何利用实验辨识方法获取模型。 时域分析与性能指标： 分析系统在阶跃输入、脉冲输入等典型输入下的瞬态响应和稳态响应。介绍超调量、调节时间、峰值时间、稳态误差等关键性能指标，以及它们与系统参数的关系。 经典控制理论： 根轨迹法： 讲解根轨迹的绘制方法及其在分析和设计控制器参数（如增益 K）方面的应用，如何通过改变参数来调整系统的稳定性与动态响应。 频率响应法： 介绍奈奎斯特图、伯德图、尼科尔斯图等频率响应分析工具。讲解如何利用频率响应来评估系统的稳定裕度（增益裕度、相位裕度），以及如何设计超前、滞后、超前-滞后校正装置以改善系统性能。 PID 控制器设计： 深入讲解比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的作用机理。详细介绍 PID 参数整定方法，包括齐格勒-尼科尔斯法、试凑法、模糊整定法等，并讨论 PID 控制在实际工程中的应用局限与改进。 现代控制理论： 状态空间分析： 引入状态变量的概念，构建系统的状态空间模型。讲解能控性、可观测性等概念，以及它们对控制器设计的影响。 状态反馈控制： 介绍如何利用状态反馈设计极点配置控制器，实现系统性能的优化。 观测器设计： 讲解在无法直接测量所有状态量时，如何设计状态观测器来估计状态变量，并将其用于反馈控制。 最优控制理论简介： 简要介绍线性二次型调节器（LQR）等最优控制的基本思想，为读者提供进一步学习的入口。 数字控制系统： 离散时间系统分析： 介绍 Z 变换在离散时间系统建模与分析中的应用。 数字控制器设计： 讲解基于离散时间系统的 PID 控制器设计，以及其他数字控制算法，如死区补偿、前馈控制等。 采样定理与数字滤波： 强调采样定理在数字控制中的重要性，并介绍数字滤波器（FIR、IIR）的设计与应用。 第三部分：工程实践与系统集成 本部分将理论知识与实际工程应用相结合，介绍系统集成、调试以及先进控制策略在实际中的应用。 系统集成与接口技术： 硬件接口设计： 讲解微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）等嵌入式系统的选型与应用。介绍各种通信接口（如 SPI、I2C、UART、CAN、Ethernet）在传感器、执行器与控制器之间的连接。 软件开发流程： 概述嵌入式软件开发的基本流程，包括需求分析、架构设计、编码、调试与测试。介绍实时操作系统（RTOS）在复杂系统中的作用。 人机交互界面（HMI）： 讲解如何设计用户友好的 HMI，实现对系统的监控、参数设置和故障诊断。 先进控制策略应用： 自适应控制： 介绍当系统模型参数变化时，自适应控制器如何自动调整控制策略。 模糊逻辑控制： 讲解基于模糊规则的控制器设计，尤其适用于难以建立精确数学模型的系统。 神经网络与深度学习在控制中的应用： 简要介绍如何利用机器学习方法进行系统建模、故障诊断和智能控制。 模型预测控制（MPC）： 介绍 MPC 的基本思想，即利用系统模型预测未来一段时间的行为，并优化控制输入序列，在工业界有广泛应用。 系统调试与故障诊断： 调试方法与工具： 介绍示波器、逻辑分析仪、信号发生器等常用调试工具的使用。讲解在线调试、离线仿真等调试技术。 故障分析与排除： 教授如何识别常见的硬件故障和软件错误，并提供系统化的故障诊断流程。 系统性能评估与优化： 结合实际运行数据，对控制系统进行性能评估，并提出改进方案。 案例分析与项目实践： 本书将穿插多个具体的工程案例，例如工业机器人姿态控制、高精度位移平台设计、无人机稳定飞行控制、智能温室环境调控等。通过对这些案例的剖析，读者可以更直观地理解书中理论知识的应用。 鼓励读者进行实际项目设计与开发，将所学知识融会贯通，培养独立解决工程问题的能力。 本书特色 体系完整： 从测量基础到控制理论，再到工程实践，构建了一个完整的知识链条。 理论与实践并重： 强调理论推导的严谨性，同时也注重在实际工程问题中的应用。 案例丰富： 结合当前工程领域的实际应用，提供多个详实的案例分析。 前沿性： 关注新兴技术在精密测量与控制领域的应用，如物联网、人工智能等。 易于理解： 语言力求清晰易懂，配以丰富的图表和公式推导，帮助读者掌握核心概念。 目标读者 自动化、测控技术与仪器、电子工程、机械工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生。 从事精密仪器设计、系统集成、自动控制、嵌入式系统开发等工作的工程技术人员。 对精密测量与控制技术感兴趣的科研人员和业余爱好者。 《精密测量与控制系统设计》将是您深入理解和掌握现代精密测量与控制技术的宝贵参考。通过学习本书，您将能够独立分析和解决复杂的工程问题，设计出高性能、高可靠性的测量与控制系统。

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看着这本书，我又升起了一种想删号重修的感觉啊TT一直都没有改变过的情感TT

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