机械系统的微机控制

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出版者:清华大学出版社
作者:陈强
出品人:
页数:259
译者:
出版时间:1998-02
价格:16.00元
装帧:平装
isbn号码:9787302028345
丛书系列:
图书标签:
  • 微机控制
  • 机械系统
  • 自动化
  • 单片机
  • 电机控制
  • 传感器
  • 控制系统
  • 嵌入式系统
  • 工业控制
  • 智能控制
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具体描述

内容提要

本书旨在通过介绍微机在机械系统中的控制技术,使读者能对机电一体化的这一特点有较多了解。

首先结合机械系统中常见的控制对象,引出控制分类、结构、环节及信号输入输出接口等基本概念和结

构。然后围绕流行的单片微机、工业总线、PLC程序控制器,介绍它们各自的特点,器件的规格参数技术

指标,基本指令系统及编程方式。除了原理组成,还讨论接口电路、软件技巧;从基本单元出发,着重解剖

各种机械系统计算机控制的特殊之处,最后总结普遍的设计原则与步骤。

本书用作机械工程类学科的本科生教材,也可作为从事相关科研的技术人员的参考书籍。

《先进运动控制技术及其在智能装备中的应用》 本书深入探讨了现代运动控制领域的前沿理论与实践,聚焦于如何通过精密的控制策略实现机械系统的卓越性能。书中详细阐述了先进的反馈和前馈控制方法,包括但不限于PID控制的深入分析与优化、模型预测控制(MPC)的设计与实现、以及自适应控制与鲁棒控制在处理系统不确定性时的有效性。 在理论层面,本书构建了严谨的数学模型,对不同类型的机械系统,如伺服电机驱动系统、液压伺服系统、气动系统以及柔性机械臂等,进行了细致的动力学建模和分析。作者不仅讲解了如何建立精确的数学模型,还深入剖析了模型简化与近似在实际应用中的考量。 在控制算法方面,本书着重介绍了如何将先进的控制理论转化为可执行的算法。对于PID控制,不仅涵盖了基本的参数整定方法,还介绍了模糊PID、自整定PID等高级整定策略。模型预测控制部分,则详细讲解了滚动优化、约束处理以及预测模型的设计,并提供了在实时系统中的实现思路。此外,书中还探讨了基于观测器的状态估计技术,这对于无法直接测量所有状态变量的系统尤为重要。 本书的另一个核心内容是智能算法与传统控制方法的融合。作者详细介绍了如何利用神经网络、模糊逻辑、遗传算法等智能技术来提升控制系统的鲁棒性、自适应性和优化性能。例如,如何利用神经网络预测系统动态变化,从而实现更优的预测控制;如何利用模糊逻辑处理复杂的非线性系统,实现平滑的控制输出。 在实际应用方面,本书结合了大量的案例研究,展示了这些先进控制技术在各类智能装备中的成功应用。从高精度工业机器人到自动化生产线,从精密机床到航空航天器,书中都提供了具体的控制方案设计、仿真验证以及实际调试的经验分享。特别是在智能制造领域,本书强调了如何通过先进运动控制实现生产过程的柔性化、智能化和高效化,例如在协作机器人中实现精准的力控与柔顺控制,在3D打印中实现高精度轨迹跟踪和材料沉积控制。 书中还强调了实时操作系统(RTOS)在运动控制系统中的作用,以及如何选择合适的硬件平台(如高性能DSP、FPGA等)来实现复杂的控制算法。此外,对于数据采集、信号处理以及系统集成等实际工程问题,也给予了充分的关注。 本书的写作风格严谨而不失生动,理论讲解深入浅出,实践案例贴近工程实际,旨在为读者提供一套系统、全面、实用的先进运动控制技术指南,帮助读者理解并掌握如何设计和实现高性能的智能机械系统。无论您是机械工程、自动化、电子工程等相关专业的学生、研究人员,还是从事智能装备研发的工程师,本书都将是您宝贵的参考资料。

作者简介

目录信息

目录
第1章 绪论
1.1 现代机械系统的概念
1.2 机械系统中计算机控制的作用
第2章 机械系统的控制
2.1 机械系统的控制分类
2.1.1 温度的控制
2.1.2 位移、速度和加速度的控制
2.1.3 力的控制
2.1.4 流量的控制
2.1.5 液面控制
2.2 机械系统的控制结构
2.2.1 传感器
2.2.2 运算单元
2.2.3 执行机构
2.3 机械系统计算机控制环节
2.3.1 计算机控制单元
2.3.2 输入输出接口与过程通道
2.4 几种常见的机械系统控制微机
2.4.1 可编程序控制器(PLC)
2.4.2 STD总线工业控制计算机
2.4.3 工业PC(IPC)
2.4.4 单片微控制器
习题
参考文献
第3章 机械系统单片机控制
3.1 机械系统控制需求与单片机的发展
3.1.1 单片机特点与作用
3.1.2 常见通用单片机概况
3.2 MCS-51系列单片机
3.2.1 MCS51系列单片机特点与结构
3.2.2 MS-51CPU
3.2.3 存储器空间
3.2.4 特殊功能寄存器及I/O
3.2.5 定时器与计数器
3.2.6 中断系统
3.2.7 MCS-51的串行通信接口
3.2.8 MCS-51指令系统
3.2.9 指令详论
3.3 MCS-96系列单片机
3.3.1 MCS-96单片机特点与管脚功能
3.3.2 MCS-96单片机结构和存储空间
3.3.3 程序状态字和中断,
3.3.4 片内I/O口等资源的使用
3.3.5 MCS-96指令系统简介
3.4 单片机系统扩展
3.4.1 MCS-96的芯片配置寄存器
3.4.2 单片机的基本系统
3.5 机械系统单片机控制器设计
3.5.1 自动焊接系统结构原理及对控制器的要求
3.5.2 数据采集与处理
3.5.3 单路闭环系统的控制
3.5.4 模拟信号输出的单片机闭环控制系统
3.5.5 多自由度焊接小车的整体控制
3.6 机械系统单片机控制器开发与调试简介
3.6.1 系统的研制与开发过程
3.6.2 单片机的仿真调试
3.6.3 单片机语言及MCS-96汇编语言程序编写格式
习题
参考文献
第4章 机械系统中的PLC控制
4.1 PLC的基本结构和主要功能
4.1.1 PLC的基本结构
4.1.2 PLC的主要功能与特点
4.2 PLC的工作原理
4.3 立石C200H可编程逻辑控制器
4.3.1 C200H的基本结构和性能
4.3.2 C200H存储器的分配与寻址
4.4 C200HPLC指令系统
4.4.1 C200H基本指令
4.4.2 特殊指令
4.4.3 专用指令
4.5 PLC与上位机的通信
4.6 机械系统PLC控制实例
4.6.1 PLC在砂处理生产线上的应用
4.6.2 PLC在搅拌机上的应用
4.6.3 电梯的自动控制
习题
参考文献
第5章 机械系统中工业总线的应用
5.1 总线结构与典型微机总线简介
5.1.1 总线结构
5.1.2 总线控制计算机的构成
5.1.3 总线控制计算机的特点
5.1.4 常用总线结构
5.2 STD总线标准
5.2.1 STD总线引脚定义与说明
5.2.2 sTD总线时序规范
5.2.3 STD总线机械特性
5.3 STD工业总线的系统配置
5.3.1 sTD总线工业控制机的基本系统
5.3.2 STD总线工业控制机的I/O子系统
5.3.3 STD总线工业控制机的智能模板
5.4 工业PC简介
5.5 STD总线控制机在机械行业的应用
5.5.1 控制任务
5.5.2 控制要求
5.5.3 控制任务分析、调研
5.5.4 计算机选择、配置及有关硬件电路的设计
5.5.5 快锻压机控制软件设计,
参考文献
第6章 计算机控制机械系统设计
6.1 计算机控制机械系统的设计过程
6.1.1 控制任务调研
6.1.2 计算机选型、硬件电路的设计
6.1.3 控制系统软件设计
6.1.4 硬件、软件的联调及仿真
6.1.5 现场调试
6.2 大型液压机计算机控制系统的设计
6.2.1 调研
6.2.2 计算机选型,硬件电路设计、调试
6.2.3 控制软件设计
参考文献
附录A MCS51系列单片机的指令表
附录B MCS-96指令执行对标志位的影响
附录C C200H编程器操作表
附录D C200H编程指令
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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手头这本【现代电子通信系统】真是让我大开眼界。我一直对无线通信领域充满好奇,而这本书恰好满足了我这份求知欲。它从最基础的电磁波传播原理讲起,一步步深入到各种通信协议和调制解调技术。 书中对不同频段的电磁波特性进行了详细的讲解,包括它们的传播方式、损耗以及在实际应用中的优劣势。接着,作者详细阐述了模拟通信和数字通信的区别,以及数字通信为何成为当今主流。我尤其被书中关于各种调制解调技术的介绍所吸引,比如ASK、FSK、PSK以及更复杂的QAM等。作者不仅解释了它们的工作原理,还提供了相应的数学模型和波形图,让我对信号如何在传输过程中被编码和解码有了清晰的认识。 此外,这本书还触及了天线设计、信道编码、错误检测与纠正等关键技术,并对4G、5G等现代通信系统的架构进行了概览。虽然有些内容偏向理论,但其详实的图表和清晰的逻辑,让我在学习过程中倍感充实。读完之后,我对手机信号、Wi-Fi信号是如何工作的,有了更加宏观和深入的理解。

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最近开始阅读这本【高性能计算导论】,感觉自己像是打开了一个全新的世界。在此之前,我一直以为计算机的性能主要取决于硬件的堆砌,但这本书让我认识到,软件和算法的重要性同样不可忽视,甚至在某些情况下更为关键。 书中首先系统地介绍了高性能计算的基本概念和发展历程,然后深入探讨了并行计算的原理和模型,包括共享内存模型、分布式内存模型以及混合模型。作者通过大量的实例,生动地展示了如何将复杂的计算任务分解成可以在多个处理器或计算节点上并行执行的小任务。我特别欣赏书中对不同并行编程模型和接口的详细介绍,例如OpenMP、MPI等,以及它们在实际应用中的优劣势分析。 更让我着迷的是,这本书还介绍了各种高性能计算的调度策略、负载均衡技术以及性能优化方法。它不仅教会我如何编写高效的并行程序,更重要的是,它让我理解了如何从宏观层面去思考和设计大规模的计算解决方案。读完后,我感觉自己对科学计算、大数据分析、人工智能等领域中的一些复杂问题有了更深的理解基础,也对未来的技术发展方向有了更清晰的认识。

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最近读到一本关于【智能传感器技术与应用】的书,给我带来了不少启发。这本书深入浅出地介绍了各种智能传感器的原理、分类以及在不同领域的应用。从我们日常生活中无处不在的温度、湿度传感器,到工业自动化中复杂的视觉传感器、力觉传感器,书中的内容涵盖非常广泛。 作者在讲解原理时,运用了大量的类比和生活化的例子,使得原本可能晦涩难懂的物理、化学概念变得通俗易懂。例如,在介绍压电效应时,作者将其类比为“敲击石头就会发出声音”,形象地说明了机械能与电能的相互转换。在应用部分,书中详细分析了智能传感器在智能家居、智慧城市、自动驾驶、医疗健康等前沿领域的实际案例,让我对未来科技的发展有了更深刻的认识。书中还探讨了传感器网络的构建、数据融合与处理等问题,这些都是未来智能化发展不可或缺的技术支撑。对于想要了解传感器技术在现实世界中扮演着怎样重要角色的读者来说,这本书绝对是不容错过的佳作。

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我最近在看一本关于【嵌入式系统硬件设计】的书,感觉获益匪浅。这本书非常扎实地讲解了嵌入式系统中最核心的硬件部分,内容非常详尽,从最基础的数字电路、模拟电路原理,到复杂的微处理器架构、存储器接口,再到各种外围设备(如ADC、DAC、定时器、中断控制器)的设计和应用。 书中对不同类型微控制器的选型原则进行了深入的分析,并详细介绍了ARM、MIPS等主流架构的特点和优势。让我印象深刻的是,作者并没有仅仅停留在理论层面,而是结合了大量的实际电路图和PCB设计实例,并分享了许多在实际项目开发中会遇到的典型问题和解决方案。例如,关于电源完整性、信号完整性、电磁兼容性(EMC)等方面的设计考量,这些都是确保嵌入式系统稳定可靠运行的关键。 此外,书中还触及了实时操作系统(RTOS)与硬件的协同工作,以及如何进行硬件调试和测试。对于任何想要深入了解嵌入式设备是如何被制造出来的读者来说,这本书都提供了非常全面和实用的指导。它不仅帮助我理解了电子产品背后复杂的硬件原理,也让我对工程师在设计过程中所要付出的思考和努力有了更深的敬意。

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我最近偶然间翻阅了一本关于【精密仪器设计与制造】的书,虽然书名听起来有些枯燥,但内容却相当引人入胜。作者在开篇就对精密仪器在现代科技中的核心地位进行了深入的阐述,从航空航天到生物医药,再到高端制造,都离不开精密仪器的支撑。书中详细介绍了各种精密机械部件的设计原理,例如滚珠丝杠、直线导轨、精密轴承等,并配有大量精美的三维模型和示意图,让抽象的机械概念变得直观易懂。 尤其令我印象深刻的是,作者并没有止步于理论讲解,而是花了很大篇幅探讨了材料选择、加工工艺以及表面处理等关键环节。书中关于不同金属合金、陶瓷材料和高分子材料在精密仪器制造中的应用特性分析,为我打开了新的视野。特别是对超精密加工技术的介绍,例如离子束刻蚀、纳米压印等,让我惊叹于人类在微观世界中的创造力。作者还分享了一些实际案例,讲述了如何通过优化设计和工艺来提高仪器的精度、稳定性和可靠性,这对于实际工程应用提供了宝贵的参考。整本书的编排逻辑清晰,语言严谨而不失趣味,读起来非常有收获。

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