机电控制工程基础

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出版者:机械工业出版社
作者:左健民
出品人:
页数:255
译者:
出版时间:2006-1
价格:20.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111095453
丛书系列:
图书标签:
  • 机电控制
  • 电气工程
  • 自动化
  • 控制工程
  • 机械工程
  • 传感器
  • 执行器
  • PLC
  • 单片机
  • 控制系统
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具体描述

本书以经典控制理论为基本内容,结合机电控制系统实例,阐述控制工程的基本理论、基本方法和基本内容。主要内容包括控制工程的基本概念数学模型、时域和频域分析、控制系统的稳定性和性能分析、系统的校正设计、工程设计方法、线性离散系统的分析和设计以及控制系统计算机辅助设计。全书以讲清基本概念,以工程应用能力培养为主线,从工程控制的角度,培养学生掌握思考和分析问题的方法。

本书是高等工科学校机械设计制造及自动化专业系列教材之一,也可作为近机类、非自控类专业和自考学生的教材,同时也可作为高职高专学生的教材和教学参考书。本书也可供工程技术人员学习机电控制工程时参考。

精密制造的蓝图:现代数控技术与应用 本书导读: 在当代工业体系中,精密制造已成为衡量一个国家工业水平的核心指标。本书《精密制造的蓝图:现代数控技术与应用》并非传统意义上的电机或电气控制基础读物,而是聚焦于信息技术、机械工程和自动化控制深度融合的前沿领域——计算机数控(CNC)技术。本书旨在为读者提供一个全面、深入、且极具实践指导意义的数控技术知识体系,它将机械加工的艺术性与现代信息化的严谨性完美结合。 第一部分:数控技术的核心原理与系统架构 本部分着重剖析数控系统的“大脑”与“神经系统”。我们不会深入探讨传统的机电控制元件如何搭建基础电路,而是将重点放在数控机床的整体结构、功能划分以及信息流的传递机制。 第一章:数控系统的演进与现代结构 本章首先回顾了从传统手动操作到数控(NC)、再到先进的计算机数控(CNC)的演变历程。重点阐述了现代CNC系统的三层架构:设备层(包括机床本体、驱动装置、伺服系统)、控制层(CNC控制器硬件与操作系统)以及编程/管理层(CAM软件与数据交互)。深入分析了开放式数控系统(Open CNC)与封闭式数控系统(Closed CNC)的差异性及其在不同应用场景下的优劣权衡。讨论了高性能嵌入式系统在数控内核中的应用,以及实时操作系统(RTOS)如何保证加工过程的绝对同步与精度。 第二章:数控编程语言——G代码与M代码的精深解析 如果说机电控制是“力”的实现,那么数控编程就是“意图”的表达。本章将彻底颠覆读者对简单指令的理解,将G代码(几何指令)和M代码(机器功能指令)提升到工艺逻辑的高度。我们详细解析了ISO 6983标准下的各类代码组,包括刀具补偿(G41/G42/G43)、坐标系设定(G54-G59)、固定循环(Fixed Cycles)的优化调用,以及高速高精度加工(HSC/HPC)所需的专用代码块。此外,本书还引入了宏程序(Macro Programming)的编写与调试技巧,展示如何利用变量、判断语句和循环结构实现复杂零件的自适应加工路径生成,极大地提高了编程效率和灵活性。 第二部分:高精度运动控制与伺服驱动技术 本书的第二部分将焦点从软件指令转向了硬件层面的高精度执行。这部分内容聚焦于如何将数字信号转化为平稳、精确的机械运动,而非传统的电机启动、停止或简单的反馈回路分析。 第三章:现代伺服驱动系统与闭环控制 本章详细探讨了现代数控机床中常用的交流伺服系统,摒弃对基础电机理论的冗余介绍,直接切入伺服驱动器(Drive)的电流环、速度环和位置环的层级控制结构。深入剖析了矢量控制(Vector Control)和直接转矩控制(DTC)在伺服系统中的应用,这些技术是保证刀具在高速切削中扭矩输出平稳、无脉动的关键。重点讲解了如何利用高分辨率编码器(如直线光栅)实现纳米级的定位精度,以及如何通过软件进行反向间隙补偿和螺距误差补偿。 第四章:插补算法与坐标变换 在数控加工中,插补是实现平滑曲线运动的核心技术。本章将详细介绍直线插补(DDA算法)和圆弧插补(中点圆算法/参数法)的原理,并重点阐述高速高精度CNC中的多轴联动插补技术,如五轴联动加工中的运动学模型求解。引入云台运动学和笛卡尔坐标系到机床坐标系的复杂变换矩阵计算过程,展示如何通过实时计算确保刀具末端点(TCP)的精确位置和姿态。 第三部分:CAM集成与智能制造基础 本书的后半部分则将视角从单台机床的控制,扩展到整个制造流程的集成与优化。 第五章:从三维模型到数控代码的转化——CAM技术 本章深入探讨计算机辅助制造(CAM)软件的工作流程。它涵盖了特征识别、刀具路径的生成策略(如等高线、投影、流线等)、切削参数(转速、进给率)的优化设置,以及如何处理复杂曲面(NURBS)的刀具路径生成。重点介绍了后处理器(Post-Processor)的作用,这是连接通用CAM平台与特定CNC控制器之间的桥梁,学习如何根据不同品牌控制器(如西门子、FANUC、海德汉)的特性定制后处理文件,确保生成代码的有效性和高效性。 第六章:机床联网、数据采集与过程监控 面向工业4.0的背景,本章探讨了数控机床的联网化与数据集成。介绍了MTConnect、OPC UA等工业通信协议在数控环境中的应用,用于实时采集机床的运行状态(OEE)、主轴负载、刀具磨损信息以及加工误差数据。讨论了基于物联网(IoT)的远程诊断与预测性维护的基本框架,即如何利用采集到的数据对关键部件(如滚珠丝杠、主轴轴承)的健康状况进行实时评估和预警,实现从“故障后维修”到“预测性维护”的转变。 结论:面向未来的精密制造系统 本书总结了现代数控技术在航空航天、模具制造、生物医疗器械等高精尖领域的应用案例,并展望了增材制造(3D打印)与减材制造(CNC)的融合趋势,以及人工智能在工艺参数自适应优化中的潜在作用。本书为读者构建了一个完整的、面向实践的现代精密制造技术全景图。

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用户评价

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拿到《现代通信系统导论》这册书的时候,我原本以为会是那种堆砌公式和晦涩定义的传统教材,结果大出所料。这本书的叙述方式非常注重“应用背景”和“系统思维”。它没有急于抛出复杂的编码理论,而是先花了很大篇幅介绍从电报到5G演进的历史脉络,这极大地激发了我的学习兴趣。作者在介绍信道编码时,巧妙地引入了信息论的直观解释,比如香农极限的物理意义,而不是仅仅停留在数学公式的推导上。更让我称赞的是,它对数字调制技术(如QAM、OFDM)的讲解,不仅仅停留在星座图的层面,还深入讨论了实际系统中时域同步、载波恢复等关键的硬件实现挑战,这对于电子工程背景的我来说,提供了宝贵的工程视角。这本书的章节安排非常合理,每章末尾都有“思考与实践”环节,引导读者去思考如何权衡带宽、功率和误码率这三大要素,真正做到学以致用。它成功地架起了理论殿堂与工程实践之间的桥梁,是一本极具时代感的教材。

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这本《高级电路分析与设计》彻底颠覆了我对传统电路课本的刻板印象。它没有过多纠缠于基础的基尔霍夫定律,而是直接将重点放在了利用复杂的分析工具解决实际遇到的高频、高速电路问题上。作者的叙事节奏非常紧凑,从拉普拉斯变换和傅里叶分析的快速回顾开始,便一头扎进了二端口网络参数的实际测量与应用。我对它讲解的频率响应和滤波器设计部分印象最为深刻,它不仅给出了巴特沃斯和切比雪夫滤波器的理论响应曲线,还详细分析了元件的非理想特性(如电容的等效串联电阻ESR)是如何影响最终滤波性能的,这一点是很多入门书籍所忽略的。书中对瞬态响应的分析极其透彻,特别是利用阶跃函数和脉冲函数来分析电路的过冲和振铃现象,配图清晰地展示了这些不良信号是如何在时域中出现的。这本书的难度偏向进阶,但对于那些已经掌握了基础元器件知识,想要向系统设计迈进的读者来说,它提供了所需的数学深度和工程广度,是一本极佳的“承上启下”的工具书。

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翻开这本《流体力学原理》,我立马被它严谨的结构和详实的案例所吸引。作者从最基础的流体静力学讲起,层层递进,将复杂的流场现象拆解得清晰易懂。书中对伯努利方程的推导和应用进行了极为细致的阐述,配合大量工程实例,让我这个初学者也能快速掌握核心概念。特别是关于边界层理论和湍流模型的讨论,不仅理论深度足够,而且图文并茂地展示了数值模拟的结果,为理解实际工程中的阻力与升力问题提供了坚实的理论基础。这本书的排版也非常考究,公式推导过程清晰可见,符号定义规范统一,几乎没有阅读障碍。它绝不仅仅是一本教科书,更像是一位耐心的导师,引领读者一步步踏入流体力学这座宏伟大厦的内部。我特别喜欢它在附录中提供的常用物性参数表,实用性极强,在做设计计算时能节省大量查阅时间。对于任何希望深入理解物质在流动状态下行为的工程技术人员来说,这本书都是案头的必备良书,它的价值在于它能把抽象的数学模型与具体的物理现象完美地结合起来,让人在掌握工具的同时,也培养了对物理世界的深刻洞察力。

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《运筹学与优化方法》这本书,简直是为决策制定者量身定做的指南。我原本对线性规划和非线性规划的概念感到畏惧,觉得它们过于抽象和数学化,但这本书的切入点非常巧妙。作者开篇就用经典的“生产计划”和“资源分配”问题,将抽象的数学模型与现实的商业困境紧密结合起来,让我立刻感受到了它的实用价值。书中对单纯形法、对偶理论的讲解细致入微,每一步的变换都有明确的经济学或逻辑学解释,而不是冷冰冰的代数操作。更难能可贵的是,它不仅介绍了经典算法,还用相当的篇幅讨论了整数规划、网络流模型以及动态规划的求解策略,这些都是实际供应链管理和项目调度中必须用到的工具。全书贯穿着一种“如何高效地做决定”的思想。我特别欣赏它在介绍启发式算法(如遗传算法)时,并没有将其视为对精确方法的替代,而是作为处理大规模、复杂问题的有力补充,体现了非常辩证和成熟的优化思想。这本书的案例库非常丰富,每一个案例都能清晰地展示数学建模的过程和模型求解后的指导意义。

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我最近沉迷于阅读《高级材料科学基础》,这本书的广度和深度令人惊叹。它不像一般的材料学书籍那样聚焦于某一种材料体系,而是以晶体结构和缺陷理论为核心,构建了一个宏大的材料行为解释框架。书中对相图的解读部分尤其精彩,作者用非常直观的几何方法解释了热力学驱动下的相变过程,并联系到实际合金的凝固和热处理工艺,让人豁然开朗。接着,它深入探讨了机械性能的微观机制,如位错运动、断裂韧性和疲劳损伤,每一个机制的阐述都配有高分辨率的电子显微镜照片或示意图,使得那些原本只能存在于脑海中的微观形貌变得清晰可见。这本书的难度不低,需要一定的物理和化学基础,但对于那些渴望探究“为什么”的读者来说,它提供了无与伦比的知识深度。它迫使你思考材料设计不仅仅是配方的选择,更是对微观结构精确控制的艺术。阅读过程中我时常需要停下来查阅相关的热力学知识,但这正说明了它作为一本“基础”读物的价值——它构建的是一个坚实的知识底层,而非浮于表面的应用技巧。

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