运动控制原理与实践

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出版者:人民卫生出版社
作者:毕胜
出品人:
页数:631
译者:
出版时间:2009-12
价格:88.00元
装帧:平装
isbn号码:9787117121668
丛书系列:
图书标签:
  • 运动高阶
  • 东野圭吾
  • 运动控制
  • 控制理论
  • 电机驱动
  • 嵌入式系统
  • 机器人
  • 自动化
  • PID控制
  • 轨迹规划
  • 控制算法
  • 现代控制
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具体描述

运动控制原理与实践(翻译版),ISBN:9787117121668,作者:毕胜 等主译

好的,这是一份关于一本名为《运动控制原理与实践》之外的图书的详细简介。 《现代机械设计与先进制造技术》 —— 构筑面向工业4.0的智能制造基石 第一部分:全景扫描——从设计理念到智能制造的演进 本书旨在全面、系统地阐述现代机械设计理论的最新发展,并深入探讨支撑“工业4.0”和智能制造转型的先进制造技术。我们不再局限于传统的机械设计范式,而是将视角聚焦于数字化、网络化和智能化背景下,机械产品全生命周期中的关键技术环节。 第一章:面向对象与面向服务的机械设计新范式 本章首先梳理了从模块化设计到面向对象设计(OOD)在复杂机电系统中的应用,重点分析了如何通过抽象、封装和继承的思想来构建高内聚、低耦合的机械系统模型。随后,深入讲解了面向服务的架构(SOA)在大型成套装备中的应用,探讨如何将单一功能单元转化为可复用的服务组件,从而极大地提升系统的柔性和可重构能力。内容涵盖UML在机械结构建模中的应用,以及如何利用PLM系统实现设计知识的沉淀与共享。 第二章:高性能材料与结构优化设计 在强调轻量化、高可靠性和极端环境适应性的今天,先进材料的选择和应用至关重要。本章详细介绍了增材制造(3D打印)所需的各类高性能金属粉末、陶瓷基复合材料的特性,以及传统制造工艺难以实现的复杂结构设计潜力。结构优化部分,重点阐述了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的最新算法,如基于稀疏正则化的密度法和水平集方法,并结合多物理场耦合分析(FEA/CFD),指导读者如何实现结构的“减材增效”。特别地,本节会对比分析不同优化方法在航空航天、汽车轻量化等领域的实际工程案例。 第三章:数字化设计与仿真技术深化 本章是连接设计与制造的关键桥梁。我们不仅讨论了参数化建模的基础,更深入探讨了同步工程(Concurrent Engineering)环境下的多学科协同设计流程。仿真技术部分,涵盖了多体动力学(MBD)在复杂机构运动学和动力学分析中的高精度应用,以及疲劳寿命预测的先进模型,如基于断裂力学的裂纹扩展分析。同时,系统性地介绍了数字孪生(Digital Twin)的概念框架,解释了如何通过实时数据反馈来驱动设计迭代和优化。 第二部分:先进制造技术的驱动力与实现 本书的后半部分,将焦点完全转向如何将优化的设计转化为高精度、高效率的物理实体,特别关注自动化和智能化水平极高的先进制造方法。 第四章:增材制造(AM)的工艺原理与后处理 增材制造已成为突破传统制造瓶颈的核心技术。本章细致剖析了选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)等金属增材制造工艺的微观机理,包括粉末铺展、激光/电子束与材料的相互作用过程,以及熔池的凝固行为。更重要的是,本章详述了增材制造带来的残余应力控制、孔隙率降低等关键质量控制问题,以及热处理、表面精加工等必不可少的后处理技术。 第五章:精密与超精密加工技术 尽管增材制造异军突起,但对于表面质量、尺寸精度要求极高的场合,传统切削加工依然是主力。本章聚焦于超精密车削、研磨和抛光技术,探讨如何通过改善刀具材料、优化进给策略来达到纳米级的光洁度。特别引入了微纳加工技术,如LIGA技术和微电火花加工(µ-EDM),用于制造微流控芯片和MEMS器件的关键结构。 第六章:智能装备与柔性制造系统(FMS) 本部分是本书面向“工业4.0”的核心体现。我们详细解析了柔性制造系统(FMS)的架构设计,包括物流(AGV/RGV)、物料搬运机器人与加工单元的集成。 智能调度与优化是本章的重点。内容涵盖基于实时数据的遗传算法、粒子群优化等启发式算法在车间作业调度中的应用,以及如何构建一个自适应、自诊断的制造执行系统(MES)。此外,深入探讨了机器视觉(Machine Vision)在产品在线质量检测和工件定位中的集成应用,重点分析了三维扫描和轮廓测量技术在反馈控制回路中的作用。 第七章:制造过程中的传感、数据采集与边缘计算 现代制造的“智能”来源于数据。本章聚焦于如何有效地采集和利用制造过程中的海量数据。详细介绍了工业物联网(IIoT)的架构,包括各类传感器(应力、温度、振动)的选型和可靠性。重点讲解了边缘计算在高速机床数据预处理中的作用,如何实现在本地快速响应,减少对云端平台的依赖。内容还包括数据清洗、特征提取的基础方法,为后续的高级状态监测和预测性维护奠定基础。 结语:面向未来的系统集成思维 《现代机械设计与先进制造技术》最终强调的,是一种跨越传统学科壁垒的系统集成思维。现代工程师必须是材料学家、结构分析师、信息技术专家的综合体。本书提供的,正是驾驭这股技术融合浪潮所需的理论深度与工程实践指导。它为致力于高端装备研发、智能工厂规划与实施的专业人士,提供了一份不可或缺的参考手册。

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读后感

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用户评价

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我是一名热爱DIY的电子爱好者,一直梦想着能够亲手制作一些智能小设备,比如能够自主移动的机器人或者具有复杂运动功能的机械臂。《运动控制原理与实践》这本书,完全满足了我对“实践”的期待。它不像很多教材那样,上来就是密密麻麻的公式和定理,而是从最基础的“运动”概念入手,用非常直观的方式解释了什么是位置、速度、加速度,以及它们之间是如何相互关联的。最让我惊喜的是,书中提供了大量的开源硬件和软件平台的使用教程,比如Arduino、树莓派,以及ROS(机器人操作系统)的入门指南。我跟着书中的例子,用Arduino控制了一个简单的直流电机,实现了前进、后退和速度调节,这让我对“运动控制”有了初步的感性认识。更进一步,书中还介绍了如何利用步进电机和伺服电机来实现更精确的运动。我尝试用书中的代码,控制了一个小型机械臂,让它能够按照预设的顺序进行关节运动,虽然只是简单的动作,但那种“我让它动起来了”的成就感,是任何理论知识都无法比拟的。这本书就像一位耐心的老师,一步步地引导我从硬件连接、代码编写到最终的运动控制实现,让我这个门外汉也能够享受到创造的乐趣。

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作为一名资深的运动控制工程师,我阅读过不少相关书籍,但《运动控制原理与实践》这本书给我带来的惊喜是多方面的。它不仅仅是一本理论的堆砌,更是一本深度融合了最新研究成果和行业实践的宝典。我尤其欣赏作者在分析复杂运动控制系统时所展现出的严谨性和独到见解。书中对于模型建立、参数辨识、鲁棒控制以及自适应控制等前沿课题的论述,都达到了相当的高度。例如,在关于多自由度机器人动力学建模的部分,作者不仅给出了传统的拉格朗日-欧拉方程的推导,还引入了更高效的组合法,并结合了现代数值计算方法,使得模型精度和计算效率都得到了显著提升。在实践层面,书中对各种传感器(如编码器、IMU、视觉传感器)的数据融合以及在噪声环境下的抗干扰处理,给出了非常实用的技术方案。我特别注意到作者在介绍运动轨迹规划时,不仅涵盖了经典的样条插值和多项式插值,还深入探讨了基于优化的轨迹生成方法,并提供了实际的优化算法实现示例。这本书让我对一些看似陈旧的控制理论有了全新的认识,也为我解决实际工程中遇到的棘手问题提供了新的思路和工具。对于希望在运动控制领域有所建树的从业者来说,这本书无疑是一笔宝贵的财富。

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《运动控制原理与实践》这本书,对于那些在工业自动化领域摸爬滚打多年的工程师而言,它更像是一本“案头必备”的参考书,而非单纯的学习读物。我尤其欣赏作者在处理“系统鲁棒性”和“故障诊断”这两个至关重要的问题时所展现出的深度。在实际生产线上,设备的稳定运行是压倒一切的,而外部干扰、传感器漂移、执行器老化等问题是不可避免的。这本书并没有回避这些现实挑战,而是提供了行之有效的解决方案。例如,在关于“模型参考自适应控制”的章节,作者详细阐述了如何利用参考模型来保证系统在模型不确定性下的性能,并给出了具体的算法设计流程。另外,书中关于“状态估计”的讨论,特别是卡尔曼滤波及其变种在处理带有噪声的传感器数据时的应用,都非常具有实践指导意义。我曾经在调试一个高速运动平台的过程中,就遇到了传感器噪声过大的问题,导致控制效果很不理想。阅读了这本书中关于卡尔曼滤波的部分后,我茅塞顿开,结合书中的代码示例,成功地优化了滤波参数,显著改善了系统的运动平稳性。这本书的价值在于,它不仅传授了理论知识,更重要的是,它教会了我们如何在复杂多变的实际环境中,构建稳定、可靠、高效的运动控制系统。

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我是一名刚刚开始接触运动控制领域的学生,抱着学习的热情买下了《运动控制原理与实践》这本书。坦白说,一开始我有点担心会看不懂,毕竟运动控制听起来就很高深。但这本书的编写风格非常独特,它将复杂的概念拆解成易于理解的小块,并且运用了大量的图示和流程图来辅助说明。作者并没有直接抛出大量公式,而是先从一个具体的问题出发,然后引导读者一步步去构建解决问题的模型和方法。我最喜欢的部分是关于“运动学”和“动力学”的章节,作者用生动的例子来解释了位置、速度、加速度、力矩之间的关系,让我不再觉得它们只是冷冰冰的数学符号。而且,书中对于不同类型伺服电机的特性分析,以及如何根据负载选择合适的电机和驱动器,也给予了我很大的帮助。我跟着书里的步骤,在模拟器里搭建了一个简单的两轮差速机器人模型,并尝试用PID控制器来控制它的前进和转弯。虽然过程中遇到了一些小问题,但书中提供的排错指南和调参技巧,让我最终成功实现了目标。这本书真的让我感觉运动控制离我并不遥远,它教会了我如何思考,如何分析,如何动手实践。

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这本书绝对是我最近读到的关于运动控制领域最让我兴奋的一本!我一直对机器人和自动化技术很感兴趣,但总觉得理论知识太枯燥,实践起来更是摸不着头脑。《运动控制原理与实践》这本书恰恰填补了这个空白。从第一章开始,作者就以一种非常易懂的方式介绍了基本的运动学和动力学概念,用生动形象的比喻来解释抽象的公式,让我这个初学者也能快速掌握。更棒的是,书中穿插了大量的实际案例,比如如何控制一个机械臂完成精确抓取,或者如何设计一个无人驾驶车辆的运动轨迹。这些案例不仅仅是理论的展示,而是包含了详细的代码实现和硬件配置建议,让我可以直接动手去尝试。我跟着书里的指导,在仿真环境中模拟了一个简单的机器人手臂,成功让它按照预设的路径移动,那种成就感真是无与伦比!作者还特别强调了不同控制算法的优缺点以及适用场景,比如PID控制、模糊控制、神经网络控制等等,并给出了详细的调参指导。这让我不再是盲目地套用公式,而是能够根据实际需求选择最合适的控制策略。整本书的逻辑非常清晰,从基础理论到高级应用,循序渐进,让我感觉自己真的在一步步地提升运动控制的实操能力。强烈推荐给所有想从理论走向实践的初学者和有一定基础但想深入了解的工程师!

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