电气装备的计算机控制技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:浙江大学出版社

作者:黄进

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2004-3

价格:25.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787308035491

丛书系列:

图书标签:

• 电气工程
• 计算机控制
• 电力电子技术
• 自动化
• 嵌入式系统
• 电机控制
• 可编程控制器
• 工业控制
• 传感器技术
• 智能电网

精密制造与自动化系统集成 书籍定位： 本书深入探讨现代精密制造领域中自动化系统的设计、实施与优化，重点关注机电一体化、工业机器人应用、先进传感技术在生产过程中的集成，以及如何利用系统工程的原理构建高效、灵活的智能制造单元。 第一部分：现代精密制造的基础与趋势 第一章：精密制造的内涵与技术演进 本章首先界定精密制造的核心特征，包括对尺寸精度、形位公差和表面粗糙度的极致追求。随后，追溯其技术发展脉络，从传统的机械加工到数控（NC）技术的发展，再到当前以增材制造（3D打印）和微纳加工为代表的前沿技术。重点分析了精度保障体系的构成要素，包括高精度机床结构设计、先进热学与振动控制、以及环境误差补偿技术。探讨了在航空航天、高端医疗器械和微电子行业中对“超精密”加工的需求与挑战。 第二章：材料科学在精密制造中的应用 精密制造对材料性能提出了更高要求。本章详细介绍了几类关键材料的特性及其在精密加工中的表现，包括高强度低密度合金（如钛合金、镍基高温合金）的切削加工难题，以及新型复合材料（如碳纤维增强树脂基体复合材料）的成型与连接技术。此外，深入讲解了先进表面工程技术，如PVD/CVD薄膜沉积、离子注入等，如何改善工件的耐磨性、抗腐蚀性和表面功能性。 第三部分：自动化系统集成与控制架构 第三章：机电一体化系统的设计原理 本章是理解现代自动化系统的基石。详细阐述了机电一体化系统的基本构成要素，包括高性能执行器（如伺服电机、压电驱动器）、精密传感器和控制器件。重点分析了反馈控制回路的设计，区分了串联、并联和混合式控制结构。通过案例分析，展示如何通过优化机电耦合设计来提高系统的响应速度和刚度。 第四章：工业机器人与运动规划 本章专注于工业机器人在精密装配、焊接和检测中的应用。系统介绍了多自由度机械臂的运动学与动力学建模，包括正运动学和逆运动学求解。探讨了笛卡尔坐标系、关节坐标系及世界坐标系之间的坐标变换。深入讲解了轨迹规划算法，如点到点（PTP）运动和连续路径插补，并讨论了在高速运动中如何实现平滑的加减速曲线（如S曲线、梯形曲线）以避免冲击和振动。 第五章：分布式控制网络与数据交换标准 现代工厂的自动化设备不再是孤立的，而是通过网络互联。本章对比了现场总线技术（如CANopen, EtherCAT, Profibus）的特点、实时性和带宽差异。重点阐述了基于工业以太网的架构演进，以及OPC UA等开放式数据交换标准在实现异构系统互操作性中的作用。讨论了网络延迟和同步性对精密运动控制的影响及应对策略。 第三部分：先进感知与质量保证 第六章：高精度传感器的原理与应用 精密控制依赖于准确的反馈信息。本章详细介绍了用于位移、速度和力的测量技术。内容包括激光干涉仪在长度标准传递中的应用、电涡流传感器在非接触式位移测量中的优势、高分辨率编码器的工作原理。特别关注了机器视觉在产品缺陷检测和高精度定位中的集成方法，包括2D/3D视觉的标定技术。 第七章：过程监测与实时诊断 在精密加工过程中，实时监测是保障质量的关键。本章探讨了工具磨损的在线监测技术（如声发射法、功率监测法），以及工件表面质量的在位检测（In-situ Monitoring）。讲解了如何利用多源数据融合技术，建立基于状态的维护（CBM）模型，提前预测设备故障或工艺漂移，从而减少不合格品的产生。 第八章：测量系统分析与误差溯源 质量保证的最终环节是对产品几何量和表面特性的精确测量。本章详细介绍了计量学基础，包括误差的分类（随机误差、系统误差、偶然误差）。系统讲解了测量系统分析（MSA），包括重复性、再现性、线性度和分辨率的评估方法（如GRR分析）。最后，阐述了如何建立完整的误差溯源链，确保测量结果的有效性和国际互认性。 第四部分：智能制造与系统优化 第九章：制造执行系统（MES）在生产中的角色 本书将制造执行系统（MES）视为连接企业资源计划（ERP）和车间控制层的关键桥梁。本章详细描述了MES在生产调度、物料跟踪、质量数据采集和设备综合效率（OEE）计算中的核心功能。分析了MES如何通过实时数据反馈，支持车间管理层快速决策，优化资源配置。 第十章：面向制造的优化算法 本章关注如何利用先进的数学工具优化制造流程。涵盖了参数优化方法，如响应面法（RSM）和遗传算法（GA）在确定最佳加工参数组合中的应用。针对多目标优化问题，如在保证精度的前提下最大化生产效率，引入了帕累托前沿的概念及其在实际排程中的应用。 第十一章：人机协作与安全工程 随着自动化程度的提高，人与机器的交互越发重要。本章探讨了新兴的人机协作（Cobot）技术在柔性制造单元中的应用，强调了界面设计的人因工程学原理。同时，重点分析了工业自动化系统的安全标准（如ISO 13849），包括安全回路设计、互锁机制和功能安全等级（SIL/PL）的确定，确保在高速精密操作下的工人安全。 总结与展望 本书旨在提供一个全面而深入的视角，将精密制造所需的物理学、机械工程、电子工程和信息技术进行有效整合，为从事高端装备研发、自动化系统集成和智能工厂规划的工程师和研究人员提供坚实的理论基础和实用的工程指导。

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我购买这本书的初衷是想深入了解现代电力电子变流器中的数字控制策略，特别是那些能够提高系统动态性能和抗干扰能力的先进算法。我关注的重点在于如何用有限的计算资源实现高性能的电流环和电压环控制。我对书里关于传统PID控制的论述感到有些失望，这部分内容在任何一本入门级的控制工程教材中都能找到更直观的解释。我期待的是更具挑战性的内容，比如模型预测控制（MPC）在电力系统中的应用，或者自适应控制在电机参数变化时的鲁棒性设计。书中对这些前沿议题的处理方式，停留在“提及”的层面，缺乏深入的数学推导和仿真验证。例如，当提到如何处理PWM死区效应时，它只给出了一个简单的补偿公式，却没有深入探讨在不同开关频率和负载条件下，该补偿方法的局限性以及如何通过更复杂的数字滤波或前馈控制来优化。整本书读下来，感觉作者的知识体系停留在较为成熟的、基于经典控制理论的阶段，对于当前以快速迭代和高度集成化为特征的数字控制领域，覆盖面显得有些不足，像是一份面向过去而非面向未来的参考资料。

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这本厚重的工具书，光是翻开目录就让人望而生畏，简直就是一本电工工程师的“武功秘籍”。我本来是冲着能找到一些关于电机驱动和电力电子设备中最新控制算法的干货才买的，期望能读到一些关于模糊控制、神经网络在电力系统优化调度中的应用，或者至少是关于现代PLC编程和组态软件之间深度集成的实战案例。结果呢？书里大量的篇幅似乎集中在一些非常基础的电路原理和传统的继电保护概念上，对于我工作中经常接触的、基于高速DSP或FPGA实现的实时控制系统，介绍得极其简略。我花了整整一个下午，试图从第三章找到关于永磁同步电机矢量控制的详细数学推导和实验验证数据，但收获甚微，更多的是对传统三相桥式逆变器工作原理的反复阐述。这本书的深度和广度似乎没有聚焦在“计算机控制技术”这个现代化的标题上，更像是对上世纪末自动化控制理论的一次系统性梳理，对于追求前沿技术的读者来说，它更像是一份详尽的“往事回顾”，而非“未来指南”。期待中的高频开关技术、最新的功率半导体器件应用，以及如何利用软件定义电力系统的章节，都像是蜻蜓点水，让人意犹未尽。

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我本想借此书系统梳理一下不同类型电气设备——从大型变压器到中小型伺服系统——在数字化改造过程中，控制逻辑是如何映射和实现的。我希望看到的是一个从“设备层”到“系统集成层”的完整脉络，了解不同层级的控制软件如何协同工作，实现能量流和信息流的优化。遗憾的是，本书似乎将重点过于集中在了对单个电气元件的内部控制回路的解析上，比如对某个特定保护继电器的动作逻辑进行了长篇累牍的描述，而对于如何将这些离散的控制单元整合成一个高效、可扩展的分布式控制系统（DCS或SCADA），着墨甚少。章节之间的逻辑跳跃性较大，似乎是不同作者或不同年代的资料拼凑而成，缺乏一个统一的、贯穿始终的系统设计哲学。例如，在分析完一个电机驱动器的控制算法后，下一章突然跳转到高压开关设备的介质选择，这种跨度使得读者很难建立起对整个“电气装备计算机控制”这个大体系的全局观。这本书更像是零散的技术手册合集，而不是一部具有清晰架构的综合性专著。

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作为一个刚刚接触工业自动化领域的新人，我原本以为这本名字里带着“计算机控制”的书籍会是我的启蒙读物，至少能帮我建立起一个清晰的数字控制系统架构图。我希望能看到详细讲解如何从传感器采集信号，到A/D转换，再到微处理器进行PID运算，最后通过D/A输出给执行器的完整流程。然而，这本书给我的感觉是，它在“电气装备”这个宏观概念上花费了太多精力，而将“计算机控制”的细节处理得过于抽象和理论化。书中的插图多是系统方框图和逻辑流程图，缺乏实际硬件接线图和代码示例的支撑。例如，当它提到“实时操作系统”时，似乎默认读者已经完全理解了中断优先级管理和任务调度机制，但对于如何在一个实际的嵌入式系统中实现这些功能，它却避而不谈。这使得我对如何将书本知识转化为实际操作产生了巨大的认知鸿沟。我花了很长时间试图理解其中关于数据总线通信的章节，但发现它更像是一本通信原理的复习材料，而不是针对特定工业现场总线（如EtherCAT或Profinet）的深入解析。总而言之，对于想快速上手实践的初学者而言，这本书的门槛显得过高，或者说，它提供的“拐杖”不够结实。

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这本书的排版和术语使用，给我的阅读体验带来了不小的挑战。我注意到许多关键概念的定义前后不一致，有些地方使用了非常陈旧的行业术语，这对于习惯了国际标准化命名的年轻工程师来说，造成了理解上的障碍。更令人困惑的是，书中引用的参考资料和案例背景似乎比较陈旧，我尝试去查找一些引用的标准和文献，发现它们很多已经有了更新的版本或者被新的国际标准所取代。这让我不禁怀疑，作者在撰写和修订过程中，是否充分跟进了电气控制领域日新月异的发展步伐。例如，在讨论人机交互界面（HMI）的部分，书中描述的似乎仍然是早期的文本式或低分辨率图形界面，而完全没有触及当前主流的触摸屏技术、云端监控或移动设备接入的趋势。作为一个需要将理论应用于现代化工厂改造项目的专业人士，我需要的是能够直接对接当前主流工业软件和硬件平台的知识体系。这本书提供的知识结构，更像是为一套已经停产的、特定年代的设备量身定制的说明书，而非一本具有普遍指导意义的控制技术教材。

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