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出版者:機械工業

作者:趙傢禮 編

出品人:

頁數:269

译者:

出版時間:2008-3

價格:38.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111235095

叢書系列:

圖書標籤:

• 直流電動機
• 牽引電動機
• 電機修理
• 電氣設備
• 工業維修
• 電力工程
• 機械維修
• 故障診斷
• 技術手冊
• 維修指南

《數字信號處理基礎與應用》 書籍簡介 本書是一本全麵而深入探討數字信號處理（DSP）理論、技術與實際應用的專業教材。它旨在為電子工程、通信工程、計算機科學、自動化控製以及相關領域的研究人員、工程師和高年級本科生/研究生提供堅實的理論基礎和豐富的實踐指導。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎的信號與係統理論到尖端的現代DSP算法，並結閤大量的工程實例，確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“如何做”。 第一部分：基礎理論與離散時間係統 本書首先從信號的本質入手，詳細闡述瞭連續時間信號與離散時間信號的錶示、采樣定理及其在實際係統中的意義。重點剖析瞭離散時間係統的基本概念，包括綫性時不變（LTI）係統、差分方程的建立與求解，以及係統特性的分析方法（如穩定性、因果性）。 傅裏葉分析的深化： 詳細介紹瞭離散時間傅裏葉變換（DTFT），並著重講解瞭離散傅裏葉變換（DFT）的原理、性質及其在有限長序列處理中的重要性。引入瞭快速傅裏葉變換（FFT）算法的原理（如蝶形運算、時間抽取與頻率抽取），及其在提高計算效率方麵的決定性作用。 Z變換的全麵解析： 係統地講解瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的確定，以及常用序列的Z變換對。通過Z變換，深入分析瞭離散係統的結構、傳遞函數，並闡述瞭如何利用Z域的零、極點分布來判斷係統性能。 第二部分：數字濾波器設計 數字濾波器是DSP的核心組成部分，本書用大量的篇幅和精細的圖示來解析兩大類濾波器的設計方法。 無限脈衝響應（IIR）濾波器設計： 詳細介紹瞭模擬濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的原型設計，隨後重點講解瞭從模擬到數字濾波器的經典轉換方法，包括雙綫性變換法和脈衝響應不變法。對於每種方法，都詳述瞭其優缺點和適用場景。 有限脈衝響應（FIR）濾波器設計： 闡述瞭FIR濾波器固有的綫性相位特性，並詳細介紹瞭三種主要的FIR設計方法：窗函數法（如矩形窗、漢寜窗、海明窗等）的適用性分析、頻率采樣法，以及最優化設計方法——Parks-McClellan算法（最小二乘法），幫助讀者掌握設計齣具有特定幅頻響應特性的濾波器。 第三部分：有限精度與量化效應 在實際的嵌入式和硬件實現中，信號的數字化必然涉及量化和截斷，本書對這些實際問題給予瞭足夠的重視。 量化噪聲分析： 詳細分析瞭模/數（A/D）和數/模（D/A）轉換過程中産生的量化誤差，包括量化噪聲的功率、信噪比（SNR）的計算，以及抖動（Dithering）技術的應用。 固定點運算的挑戰： 探討瞭在定點DSP芯片上實現算法時，由於字長限製導緻的溢齣和截斷誤差。書中提供瞭具體的溢齣檢測和捨入策略，指導讀者進行高效且可靠的定點化設計。 第四部分：自適應信號處理與現代算法 本書的後半部分聚焦於更高級和前沿的DSP技術，特彆是涉及到係統辨識和噪聲消除的自適應算法。 譜分析技術： 區彆並深入探討瞭經典譜估計（如周期圖法）和現代譜估計方法（如最小方差無偏估計MVUE、AR/MA模型法）。重點解析瞭子空間法（如MUSIC、ESPRIT）在提高頻率分辨率方麵的優勢。 自適應濾波器： 全麵介紹瞭自適應濾波器的基本結構，核心講解瞭最小均方（LMS）算法的收斂性、步長選擇準則，並擴展到更高效的遞歸最小二乘（RLS）算法。這些內容是現代通信、迴聲消除和噪聲抑製係統的關鍵。 小波變換導論： 提供瞭連續小波變換（CWT）和離散小波變換（DWT）的直觀解釋，闡述瞭小波包分解的概念，並展示瞭小波技術在去噪和特徵提取中的強大能力。 第五部分：DSP實現與工具 為連接理論與實踐，本書提供瞭詳盡的工具使用指導。 MATLAB/Simulink實踐： 每一章的理論講解後都附有基於MATLAB環境的仿真示例，讀者可以利用豐富的DSP工具箱（如Signal Processing Toolbox, Filter Design Toolbox）快速驗證理論結果。 硬件平颱接口概述： 簡要介紹瞭主流DSP芯片（如德州儀器TMS320係列、ADI Blackfin係列）的架構特點，以及如何將設計好的算法映射到實際的硬件加速器上。 本書特色 本書的結構設計充分考慮瞭學習的連貫性，理論推導嚴謹而不失清晰，同時配有大量的工程實例和MATLAB代碼片段，確保讀者能夠將所學知識迅速應用於解決實際的工程問題。通過本書的學習，讀者將能夠獨立完成從信號采集、係統建模、算法設計到最終硬件實現的完整DSP係統開發流程。

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這本書的行文風格，坦率地說，有些過於“教科書式”瞭，缺乏一點現代技術讀物中常見的活潑感和案例分析的趣味性。我本來是期望能看到一些關於高速重載應用中，牽引電機動態平衡和熱管理的前沿研究，畢竟現在的軌道交通對能效和噪音控製要求極高。然而，書中大篇幅都在講解基礎的直流電機原理，如何計算匝數、如何進行繞綫圈的浸漆烘乾等等。雖然這些都是基礎中的基礎，但對於一個已經熟悉電機基礎理論的工程師來說，閱讀起來就顯得有些冗長和重復。特彆是關於電樞平衡的章節，它側重於手工配重和數據記錄，對於現代采用有限元分析（FEA）進行優化設計的方法幾乎沒有提及。不過，有一點倒是值得稱贊，那就是它對材料特性的描述非常紮實，對於不同牌號的銅綫和絕緣紙在不同溫度下的機械性能變化，提供瞭大量的實驗數據支持，這對於理論研究者來說，或許能提供一些原始參考價值，隻是對於追求效率的實操人員來說，可能需要耐心纔能從中提煉齣有用的信息。

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這本書的定價相對於其內容的新穎度來說，感覺偏高瞭。我期待的是一本能深入探討電機控製理論在復雜機械係統集成中的應用的書籍，比如在風力發電或高精度機床主軸中的電流諧波抑製技術。這本書的內容卻像是從一個老舊的技術資料匯編裏直接抽齣來的，對現代電子功率器件的特性討論幾乎為零。它幾乎完全忽略瞭功率半導體技術對電機控製帶來的革命性影響，例如，對於PWM（脈衝寬度調製）技術的介紹也停留在非常基礎的層次，遠不能滿足當前對電機效率和動態響應的高要求。但是，拋開前沿性不談，這本書對於理解直流電機最核心的物理限製和機械設計的權衡取捨，有著不可替代的作用。它教會我們，任何先進的控製策略，最終都必須服務於電機本身的物理結構。對於那些需要深入研究電機本身結構缺陷如何影響性能的學者來說，這本書提供的那些關於定子鐵芯疊片質量、槽形設計對磁密分布的影響等基礎性內容，仍舊是理解電機設計的基石，隻是需要讀者自己去完成從“直流”到“交流”的知識遷移和概念升級。

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這部書的裝幀設計實在是太復古瞭，封麵那種略帶陳舊感的排版和字體，一下子就把我帶迴瞭那個需要自己動手修理一切的年代。我本來是想找一本關於現代工業自動化控製係統的教材，希望能瞭解一下最新的伺服驅動和PLC應用，結果誤打誤撞拿到瞭這本。翻開目錄，映入眼簾的居然是關於電樞反應、換嚮器打火這些老生常談的話題，頓時心裏有點失落。不過，當我開始認真閱讀其中關於電樞繞組的檢測和絕緣處理的章節時，發現作者對細節的描述極其到位。比如，對於不同等級絕緣材料的老化判斷，書裏提供的經驗公式和現場操作步驟，簡直就是一本活的現場操作手冊。雖然技術點可能沒有覆蓋到最新的永磁同步電機，但對於那些在老舊廠房裏維護著幾十年前遺留下來的龐大直流設備的技術人員來說，這簡直就是一本救命稻草。它強調的不是替換，而是“修復”，那種精雕細琢的匠人精神，在現在這個快速迭代的時代，顯得尤為珍貴。我尤其欣賞它在故障診斷流程上的嚴謹性，每一步都像外科手術般精確，讓人感到安心。

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這本書的印刷質量，特彆是圖紙的清晰度，讓我有些擔憂。很多電路原理圖和剖麵結構圖，綫條邊緣模糊，如果是在現場光綫不佳的情況下，辨認細小的元件符號和連接關係會非常睏難。我原指望它能提供一套標準化的、可直接用於培訓新員工的維護流程圖，但書中的流程圖更多依賴於文字描述和手繪風格的示意圖，缺少瞭現代工業標準化的圖形符號。例如，在講解如何更換電刷和調整電刷架角度時，書中僅僅給齣瞭一個大緻的示意，對於公差範圍和關鍵定位點的描述比較含糊。我更希望看到的是基於ISO標準的圖紙和詳細的測量工具要求。盡管如此，書本在講解電機故障的“經驗判斷”方麵，倒是頗有心得。比如，通過聽軸承運行的聲音判斷潤滑情況，或者通過聞焦糊味判斷繞組過熱的程度，這些非量化的、需要多年積纍的經驗，被作者以一種樸實無華的語言記錄瞭下來，這反而是現代依賴傳感器的係統所缺乏的“人味兒”。

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我買這本書的初衷，是想深入研究一下變頻器在異步電機驅動中的矢量控製算法的最新進展，特彆是針對低速大扭矩輸齣時的電流環和速度環的解耦優化策略。結果，我手裏拿著的這本冊子，內容仿佛定格在瞭上個世紀末。它詳細描繪瞭有級調壓和斬波調速的電路拓撲，並且花瞭大量篇幅解釋晶閘管（SCR）在高頻開關下的散熱問題，這在今天幾乎已經被IGBT和MOSFET完全取代的背景下，顯得有些“穿越”。我特意翻閱瞭關於“牽引”的部分，期望看到現代高鐵或地鐵所使用的永磁同步電機或交流異步電機在復雜工況下的運行特性，但書中主要集中在早期的直流牽引電動機的機械結構維護和簡單的串並聯控製上。盡管如此，書中對傳統接觸器和繼電器控製邏輯的詳細解析，對於理解現代電子控製係統底層邏輯的演變，倒是有曆史的藉鑒意義。它像是一麵鏡子，映照齣我們技術進步的足跡，讓人不得不佩服過去工程師的智慧。

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