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《运动控制系统》由高等教育出版社出版。
运动控制系统：理论、设计与实践（精选推荐，与您所提书目内容完全不同） 本书聚焦于一个与“运动控制系统”概念截然不同的领域——先进的材料科学与工程应用，旨在为工程师、研究人员及高年级学生提供一套全面、深入且极具实践指导性的知识体系。 --- 第一部分：新型功能材料的微观结构与宏观性能调控 (Microstructure Engineering for Novel Functional Materials) 第1章：晶体生长动力学与缺陷工程 本章深入探讨了从溶液、熔体或气相中生长功能性晶体的基本热力学和动力学原理。重点分析了影响晶体取向、纯度及缺陷密度的关键参数，如过饱和度、冷却速率和界面能。内容涵盖了定向凝固技术（Directional Solidification）在超高精度陶瓷和半导体材料制备中的应用。我们将详细解析位错、晶界和点缺陷如何决定材料的机械强度、导电性及光学响应，并阐述如何通过精确控制生长环境实现“缺陷工程”——主动利用特定类型的缺陷来增强材料的特定功能，例如通过引入氧空位来提高氧化物固态电解质的离子电导率。 第2章：高熵合金（HEAs）的构筑单元与性能探索 高熵合金是当代材料科学的前沿热点。本章彻底摒弃了传统合金设计中单一主元或少数主元的思路，转而探讨由五种或更多等原子比或近等原子比元素组成的复杂合金体系。重点讲解了“高熵效应”、“迟滞效应”和“贫乏效应”的微观机理。材料的构筑单元不再是简单的晶格，而是复杂、无序的局部结构。我们将分析如何通过计算材料学方法（如密度泛函理论，DFT）预测其面心立方（FCC）、体心立方（BCC）或双相结构的稳定性，并详细介绍其在极端温度和高应力环境下的超塑性、抗疲劳和抗辐照损伤特性。 第3章：智能聚合物的刺激响应机制 本部分关注那些能够对外部环境变化（如温度、pH值、光照或电场）做出可逆响应的高分子材料。内容集中在交联密度、嵌段共聚物（Block Copolymers）的相分离行为，以及对这些行为的动态控制。例如，解释形状记忆聚合物（SMPs）如何通过“固定”和“恢复”两个关键温度点来存储和释放应变能。此外，还将详细剖析水凝胶（Hydrogels）在药物控释和生物支架应用中，其溶胀度与环境渗透压波动的精确关系，为生物工程领域的应用提供坚实的材料基础。 --- 第二部分：先进制造工艺与表面功能化技术 (Advanced Manufacturing and Surface Functionalization) 第4章：增材制造（AM）中的冶金过程控制 本书避开了传统的机电控制理论，转而深入研究增材制造（如激光选区熔化，SLM；电子束熔化，EBM）过程中材料的“局部冶金学”。当高能束流扫描材料粉末床时，熔池的形成、液态金属的流动、快速凝固速率（可达$10^6 ext{K/s}$）对微观组织的影响至关重要。我们将运用流体力学和传热学模型来模拟熔池的动态行为，预测孔隙率的形成机制，并探讨如何通过优化扫描策略、预热温度来消除热应力导致的残余变形和裂纹。材料的各向异性（Anisotropy）是本章的核心讨论点之一。 第5章：界面化学与纳米涂层设计 本章着重于材料表面的功能性设计，而非系统级的反馈控制。重点讲解了原子层沉积（ALD）技术，这是一种通过自限制性化学反应在基底上精确沉积单原子层厚度薄膜的技术。我们将详述ALD的“脉冲序列”、“饱和吸附”和“反应副产物清除”的化学原理，以及如何利用其实现亚纳米级的厚度控制和优异的保形性。此外，还会探讨等离子体增强化学气相沉积（PECVD）在制备硬质、耐磨损的类金刚石（DLC）涂层中的应用，以及界面粘附力的化学基础。 第6章：材料性能的无损评估与实时表征 不同于过程控制中的传感器反馈，本章关注的是材料本身的内在状态评估。内容涵盖了基于超声波的材料内部结构成像技术（如相控阵超声），以及如何通过分析散射信号的频率和相位变化来识别微裂纹、内应力和晶粒尺寸分布。此外，还将介绍X射线衍射（XRD）在原位（In-situ）测试中的应用，用于实时监测材料在受力或加热过程中的晶格畸变情况，从而推断其服役可靠性。 --- 第三部分：多尺度建模与性能预测 (Multi-Scale Modeling and Performance Prediction) 第7章：从原子到宏观的材料行为耦合模拟 本章旨在建立一个连接不同尺度的桥梁，完全独立于控制系统中的状态估计。我们将介绍如何使用分子动力学（MD）模拟来研究原子尺度的能量势垒和扩散路径，并将这些微观结果作为输入参数，传递给介观尺度的相场模型（Phase Field Model），用于模拟晶粒的生长和断裂过程。最后，这些宏观性能（如屈服强度、蠕变速率）被集成到有限元分析（FEA）框架中，以预测大型构件在复杂载荷下的寿命。 第8章：机器学习在材料筛选中的应用 本章探讨如何利用大数据和计算智能加速新型材料的发现。重点在于特征工程（Feature Engineering），即如何将复杂的晶体结构、化学成分、电子态密度等信息转化为可供模型学习的有效描述符（Descriptors）。我们将详细介绍高斯过程回归（GPR）、图神经网络（GNN）在预测材料带隙、催化活性或热导率等复杂性能方面的最新进展，实现对数百万潜在化合物的快速虚拟筛选，而非传统的试错法。 --- 总结： 本书是一部关于“构成世界的基本物质及其行为规律”的深入探讨，涵盖了从量子力学尺度的电子结构到宏观工程应用的材料设计、制造与表征的全流程，为致力于解决材料性能极限挑战的专业人士提供了坚实的理论与技术支撑。
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