Electromechanical Systems and Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Lyshevski, Sergey E.

出品人:

页数:565

译者:

出版时间:

价格:898.00元

装帧:

isbn号码:9781420069723

丛书系列:

图书标签:

• Electromechanical Systems
• Devices
• Engineering
• Automation
• Control Systems
• Electrical Engineering
• Mechanical Engineering
• Robotics
• Actuators
• Sensors

好的，以下是一份关于《机电一体化系统与装置》的详细图书简介，内容侧重于该领域的核心概念和技术应用，不包含任何关于“AI生成”的痕迹，并且字数控制在您要求的范围内。 --- 机电一体化系统与装置：跨学科工程的基石与前沿 图书名称：机电一体化系统与装置 图书简介 《机电一体化系统与装置》是一本全面、深入探讨现代机电一体化技术及其核心组件的专业教科书或参考手册。本书旨在为读者，无论是工程专业的学生、技术研究人员，还是工业领域的实践工程师，提供一个扎实的基础框架，用以理解、设计、分析和实施复杂的机电一体化系统。 本书的叙事结构紧密围绕“机电耦合”这一核心思想展开，系统性地梳理了机械工程、电子工程、控制理论和计算机科学这四大支柱学科在现代系统集成中的融合与协同作用。 第一部分：机电系统基础理论与建模 本书伊始，便着手建立理解复杂机电系统的理论基础。我们首先详细剖析了机电系统中的基本能量转换原理，重点阐述了电磁力、静电力以及流体力学效应如何驱动或影响机械运动。 核心内容聚焦于系统建模： 1. 力学建模： 涵盖了刚体动力学、振动分析以及柔性机构的建模方法。书中对拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程在多自由度系统中的应用进行了详尽的推导和实例演示，确保读者能够准确地描述系统的动态行为。 2. 电路与电磁学基础： 深入探讨了适用于驱动和传感的电路理论，特别是针对电机驱动中的非线性特性（如磁滞、趋肤效应）的处理方法。对传感器和执行器的工作原理进行了深入的电气特性分析。 3. 系统微分方程建立： 这是机电一体化分析的关键步骤。本书详细展示了如何将机械运动方程与电路方程耦合，形成描述整个耦合系统的常微分方程组，为后续的控制设计奠定数学基础。 第二部分：核心机电组件的原理与选型 本部分的重点在于对构成任何机电系统的关键硬件单元进行细致的解剖和功能阐述。理解这些“器官”的性能边界和内在特性，是成功设计系统的前提。 关于执行器（Actuators）： 电机技术精选： 对直流有刷/无刷电机（DC/BLDC）、永磁同步电机（PMSM）、步进电机以及开关磁阻电机（SRM）的工作原理、性能曲线和适用场景进行了对比分析。特别关注了如何根据负载特性和精度要求进行电机选型。 非传统驱动器： 介绍了如压电陶瓷驱动器、电磁作动器以及气动/液压伺服系统的基本原理，拓展了读者对高精度和高功率密度驱动方案的认识。 关于传感器（Sensors）： 位置与速度测量： 详细考察了增量式/绝对式编码器（光学、磁阻）、霍尔效应传感器以及旋转变压器的技术细节、分辨率限制和抗干扰能力。 力/扭矩与压力传感： 讨论了应变片式传感器、电容式传感器和光纤传感器的集成应用，着重分析了它们的灵敏度、线性度和温度漂移问题。 驱动电子学与接口： 本书还涵盖了功率电子在机电系统中的作用，如脉冲宽度调制（PWM）技术在电机速度和扭矩控制中的实现，以及如何设计高效、低噪声的电机驱动电路。 第三部分：控制策略与系统集成 系统的智能和性能主要依赖于有效的控制策略。本部分将读者从静态建模引导至动态控制的设计实践。 控制理论的工程应用： 1. 经典控制方法： 对PID控制器的设计、参数整定（如Ziegler-Nichols法）在速度环和位置环中的实际应用进行了详尽的阐述，并讨论了其在面对系统非线性和外部扰动时的局限性。 2. 现代控制与先进技术： 深入探讨了状态空间法、观测器设计（如卡尔曼滤波器）在状态变量不能完全测量的系统中的应用。此外，本书也介绍了鲁棒控制和自适应控制的基本思想，用于提升系统在参数不确定性下的性能。 3. 数字控制实现： 强调了从连续时间系统到离散时间系统的转换，以及采样率、量化误差对实际控制性能的影响。讨论了如何利用微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）高效地实现复杂的控制算法。 第四部分：机电一体化系统的设计与实践案例 本书的最后一部分将理论与实践紧密结合，通过具体的工程案例来展示机电一体化系统的完整设计流程。 设计流程的系统化： 需求分析与架构定义： 如何将用户需求转化为具体的机械精度、响应速度和可靠性指标。 软硬件协同设计： 讨论了在早期设计阶段如何平衡机械结构的刚度、电机的动态响应和控制算法的复杂度。 典型应用案例分析： 书中选取了多个具有代表性的机电一体化应用进行深度剖析，包括： 高精度数控机床（CNC）： 重点分析其多轴联动控制、误差补偿机制和刀具自动交换系统。 工业机器人： 探讨其运动学与逆运动学求解、力/力矩反馈控制在装配任务中的应用。 精密运动平台： 讲解如何利用先进的减振和主动隔离技术，实现纳米级或亚微米级的定位精度。 通过对这些案例的结构化分析，《机电一体化系统与装置》致力于培养读者系统性思维，使其能够驾驭从概念到实现的整个机电一体化产品开发周期，成为解决复杂工程问题的中坚力量。本书结构严谨，内容翔实，是机电一体化领域不可或缺的工程参考资料。

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