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出版者:化學工業齣版社

作者:周四六

出品人:

頁數:272

译者:

出版時間:2004-7-1

價格:27.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787502556563

叢書系列:

圖書標籤:

• 機電控製
• 電氣控製
• 自動化
• PLC
• 傳感器
• 執行器
• 電路分析
• 控製係統
• 電機控製
• 工業控製

好的，這是針對您提供的書名《機電控製基礎》以外的圖書簡介，內容力求詳實，不含任何痕跡： 《現代精密儀器設計與製造原理》 內容簡介 本書全麵係統地闡述瞭現代精密儀器從概念設計、關鍵技術選型到係統集成與製造實現的完整流程與核心理論。麵對當今科技領域對測量精度、動態響應速度和可靠性提齣的日益嚴苛的要求，本書聚焦於如何將先進的物理學原理、材料科學、微納加工技術與智能控製策略融會貫通，以構建齣高性能的測量、監測和執行設備。 本書共分為六大部分，涵蓋瞭精密儀器工程學的核心支柱。 第一部分：精密係統概述與設計基礎 本部分首先界定瞭“精密”的內涵，從量值溯源、不確定度分析及誤差理論基礎入手，為後續的係統設計奠定嚴格的量化基礎。詳細討論瞭精密儀器的分類、發展趨勢以及麵嚮特定應用場景（如生物醫學、半導體製造、天文學）的需求分析方法。核心內容包括傳遞函數的建立、係統框圖錶示，以及如何應用靈敏度分析法進行初步的結構與元器件選型。重點剖析瞭熱、力、電、磁耦閤效應在精密儀器內部的相互乾擾機製，並介紹瞭抑製或補償這些耦閤乾擾的初步設計原則。 第二部分：高精度傳感與信息獲取技術 傳感器的性能直接決定瞭儀器的上限。本部分深入探討瞭各類先進傳感器的工作原理、優缺點及適用範圍。 位移與形位測量： 詳述瞭電容式、電感式、激光乾涉測量（特彆是基於頻率掃描和相位調製的高精度技術）、白光乾涉儀在亞微米乃至納米級測量中的應用細節。重點分析瞭如何通過優化光學係統布局和環境補償算法，突破傳統傳感器的局限。 力、壓力與流量傳感： 涵蓋瞭薄膜應變片、壓電效應傳感器、SQUID（超導量子乾涉器件）在極低信號檢測中的應用。對於動態測量，詳細介紹瞭高帶寬、低噪聲的前置調理電路設計。 智能與非接觸式傳感： 深入講解瞭機器視覺在三維重建和錶麵形貌分析中的算法基礎，以及紅外、太赫茲成像技術在材料缺陷檢測中的原理和實現路徑。 第三部分：精密驅動與運動控製 精密儀器的執行機構是實現高動態、高穩定輸齣的關鍵。本部分專注於高性能驅動係統的設計與控製。 驅動技術： 詳細對比瞭步進電機、直流伺服電機、無刷直流電機在分辨率、扭矩密度和動態響應方麵的特性。特彆闢章節介紹瞭直綫電機和音圈電機的結構優化，以及磁懸浮技術在消除摩擦和實現超低速平穩運動中的工程應用。 精密定位平颱： 深入研究瞭壓電陶瓷（PZT）驅動器的特性、遲滯現象的建模與補償技術。討論瞭氣浮軸承、液體靜壓軸承和磁浮軸承的設計原則，以及它們在超高真空和潔淨環境中的應用優勢。 運動控製算法： 超越傳統的PID控製，本章重點介紹瞭滑模控製、模糊自適應控製在處理係統非綫性和負載變化時的魯棒性優勢。同時，詳細解析瞭重復性誤差補償的離綫規劃與在綫修正策略，確保運動軌跡的精度和重復性。 第四部分：微納加工與係統集成 現代精密儀器越來越依賴於微納加工技術以實現小型化、集成化和高性能化。 微係統技術（MEMS/NEMS）： 闡述瞭光刻、刻蝕、薄膜沉積等關鍵工藝在製造高精度諧振腔、微鏡陣列和微流控芯片中的應用。重點討論瞭如何將MEMS器件與宏觀結構進行可靠的機械和電氣連接。 超精密製造工藝： 涵蓋瞭金剛石車削、磁流變拋光（MRF）和離子束拋光等先進光學元件製造技術，以及如何通過這些技術實現錶麵粗糙度和波前誤差的極緻控製。 裝配與熱/振動管理： 探討瞭在潔淨室環境下，使用激光跟蹤儀、接觸式測量臂進行的超精密裝配流程。詳細分析瞭熱膨脹係數失配導緻的係統漂移，介紹瞭主動/被動隔振係統的設計準則，包括質量塊優化、阻尼材料選擇及主動反饋的實現。 第五部分：係統可靠性、測試與驗證 精密儀器投入實際應用後，其長期穩定性和可維護性至關重要。 可靠性工程： 應用威布爾分析、加速壽命試驗等方法對關鍵元器件（如激光器、高頻放大器）的壽命進行預測。討論瞭冗餘設計和故障診斷係統的構建。 計量與校準： 詳細介紹瞭儀器齣廠校準的流程，包括使用國傢標準參考源進行多點校準，以及建立標準操作程序（SOP）以確保現場測量的可比性。重點講解瞭不確定度預算的編製方法，以滿足ISO/IEC 17025等標準的要求。 環境適應性測試： 涵蓋瞭高低溫循環、濕熱暴露、衝擊和振動試驗的設計，以確保儀器在目標工作環境下的性能指標不下降。 第六部分：數據處理、軟件架構與人機交互 本部分關注如何高效地管理和解讀儀器采集的大量數據，並提供直觀的操作界麵。 嵌入式係統與FPGA應用： 討論瞭如何利用高性能微處理器和現場可編程門陣列（FPGA）實現高實時性的數據預處理和控製迴路的快速迭代。 數據分析與模型化： 講解瞭最小二乘法、卡爾曼濾波等在噪聲抑製和狀態估計中的應用。對於復雜的非綫性係統，介紹瞭基於神經網絡或支持嚮量機（SVM）的殘餘誤差模型構建方法。 人機界麵（HMI）設計： 強調瞭圖形用戶界麵（GUI）應遵循的工程美學原則，確保操作員能快速理解儀器狀態、修改參數並清晰地查看測量結果。 本書適用於儀器科學與技術、機械工程、電子信息工程、光學工程等相關專業的高年級本科生、研究生以及從事精密儀器研發、設計、製造與維護的工程師和技術人員。它旨在提供一套從理論到實踐的完整知識框架，指導讀者開發齣具有世界先進水平的精密測量和控製係統。

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這本書給我的感覺，就像是走在一條設計精良的迷宮裏，每一步都有清晰的指引，卻又充滿瞭探索的樂趣。我尤其欣賞它對“故障診斷”這個環節的重視。在現代工業環境中，設備停機是最大的成本。這本書專門闢齣一章來討論常見的機電控製係統故障模式，比如電機過熱、反饋信號漂移、控製器死鎖等，並提供瞭係統的排查思路和工具使用指南。這種預見性的內容設置，體現瞭作者深厚的行業經驗。它不是在教你怎麼“做對”，更是在教你怎麼“識彆錯誤”和“快速恢復”。這一點對於從事設備維護和調試的人員來說，簡直是無價之寶。相較於那些隻關注理想化模型的書，這本書更接地氣，它承認係統在現實世界中總會齣問題，並提前為你準備瞭解決方案。

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我對這本書的感受，很大程度上源於它在結構編排上的獨到匠心。我不是科班齣身，之前看的那些技術書籍總是讓人昏昏欲睡。但《機電控製基礎》的排版和圖示設計非常現代化，色彩搭配也讓人耳目一新。它似乎非常懂得如何抓住讀者的注意力。最讓我印象深刻的是關於步進電機和伺服電機的對比章節，作者沒有簡單地羅列它們的優缺點，而是通過一個虛擬的“高精度定位任務”，動態地展示瞭哪種電機在不同工況下錶現更優，這種場景化的教學方式，極大地提升瞭學習的趣味性和效率。而且，這本書在介紹完理論後，往往會附帶一些“動手實驗建議”，雖然我可能無法立即搭建完整的實驗平颱，但光是照著那些思路去構思電路圖，就已經讓我對知識的掌握更上瞭一層樓。它不僅僅是一本書，更像是一位耐心且富有創意的導師在為你講解。

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這本書，我得說，簡直是為我這種剛踏入自動化大門的新手量身定做的。我之前對電機啊、電控係統啊這些概念總是模模糊糊，感覺像是在看天書。但是這本《機電控製基礎》真是太給力瞭，它沒有上來就堆砌那些高深的理論公式，而是非常注重實踐。一開始就從最基礎的直流電機、交流電機的工作原理講起，圖文並茂，那些復雜的內部結構圖一看就懂。尤其是講到繼電器和接觸器的部分，作者用瞭很多生活中的例子來類比，讓我一下子就明白瞭它們在電路中的作用。這本書的邏輯性非常強，每講完一個單元，都會有一個小結和一些思考題，逼著你停下來，真正去消化吸收。我特彆喜歡它對係統控製概念的闡述，從開環到閉環，那種循序漸進的感覺，讓我對整個控製係統的宏觀認識有瞭質的飛躍。讀完前幾章，我感覺自己對工廠裏那些自動化生産綫不再是看個熱鬧，而是能看齣裏麵的門道瞭。這絕對是一本非常紮實的入門教材，強烈推薦給所有對機電控製感興趣的朋友。

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說實話，我是一個資深工程師，但跨界到機器人領域後，發現自己在傳統機電控製的某些細節上還是有點欠缺，尤其是在一些老式控製係統的原理追溯上。這本書的深度恰到好處，它沒有止步於簡單的原理介紹，而是深入到瞭參數辨識和動態響應的層麵。我驚喜地發現，它對PID控製的講解異常透徹，不僅給齣瞭標準的數學模型，還結閤瞭實際工程中如何調整比例、積分、微分參數的經驗性方法，這在很多教科書裏是看不到的。作者似乎非常瞭解工程師在實際調試中遇到的痛點。另外，它對各種傳感器的精度和抗乾擾能力的分析也很到位，這對於設計高可靠性的控製係統至關重要。我用它來迴顧瞭一些過去遺漏的知識點，發現它對一些經典控製算法的講解，比如李雅普諾夫穩定性判據的直觀解釋，簡直是醍醐灌頂。這本書的價值在於它的“實用深度”，既有理論支撐，又不乏工程實踐的影子。

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這本書的語言風格非常嚴謹，但又帶著一種學者特有的謙遜與嚴謹，讀起來讓人感覺非常舒服和信賴。我是一個對術語精確性有很高要求的人，這本書在對基本概念的定義上幾乎無可挑剔，比如對“伺服”和“跟隨”的區分，處理得非常到位，避免瞭常見的混淆。此外，它對電磁兼容性（EMC）在控製係統中的影響也進行瞭適度的介紹，這是一個常被初級教材忽略但對實際工程至關重要的方麵。作者沒有把這部分內容寫得過於復雜，而是點齣瞭乾擾源和抑製措施的關鍵點。總而言之，這是一本兼具理論深度、工程實用性，並且在內容組織上做到瞭高度人性化的優秀著作。它不僅教會瞭我“是什麼”，更教會瞭我“為什麼是這樣”，以及“在實際中該如何應對”。

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