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出版者:机械工业出版社

作者:连赛英 编

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:2007-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787111051497

丛书系列:

图书标签:

• 机床
• 电气控制
• 数控
• 自动化
• 工业控制
• PLC
• 伺服
• 电机
• 传感器
• 电路

现代农业机械化发展趋势与技术应用 内容概要： 本书系统梳理了全球现代农业机械化发展的历史脉络、当前面临的挑战与未来趋势，并深入探讨了支撑这一转型的关键技术体系。全书共分为六个主要部分，涵盖从宏观政策引导到微观技术实现的多个层面，旨在为农业机械化领域的科研人员、工程师、政策制定者以及相关从业者提供一本全面、深入且具有前瞻性的参考读物。 第一部分：全球农业机械化进程回顾与宏观背景 本部分着重分析了不同国家和地区在推进农业机械化过程中的经验与教训。首先，详细剖析了自20世纪初至今，农业机械化如何从传统的动力替代（如蒸汽机、内燃机）逐步演进至以信息技术为核心的精准农业阶段。特别关注了发达国家如美国、德国、日本在不同发展阶段所采取的产业政策、技术路线和人才培养策略。 随后，本书深入探讨了当前全球农业机械化面临的宏观挑战，包括人口增长带来的粮食安全压力、气候变化对农业生产模式的冲击、农村劳动力结构的老化与转移，以及可持续发展对农业绿色化的要求。我们不再将机械化视为单纯的效率提升工具，而是将其置于全球食物系统重构的大背景下进行审视。本章还引入了“农业4.0”的概念，探讨了数字化、智能化如何成为下一轮农业发展的主要驱动力。 第二部分：精准农业与数据驱动的农机系统 精准农业（Precision Agriculture, PA）是现代农业机械化的核心体现。本部分详细阐述了构建精准农业系统的关键要素。 2.1 传感器技术与环境感知： 深入分析了各种用于土壤监测、作物健康评估、气象数据采集的传感器技术。内容包括光谱分析仪在作物营养诊断中的应用、土壤墒情传感器的数据校准方法，以及无人机搭载高分辨率成像系统（如LiDAR、多光谱、高光谱）的数据获取与预处理流程。 2.2 全球导航卫星系统（GNSS）与作业路径规划： 详细介绍了RTK（实时动态定位）和PPK（后处理动态定位）技术在农机高精度导航中的应用。重点解析了路径优化算法，如何减少重复作业和漏耕面积，实现亩产效益的最大化。 2.3 可变速率施肥与作业控制： 这是数据驱动的直接体现。本章讲解了如何将田间土壤养分图、长势图等空间数据，转化为农机执行机构的实时控制指令，实现变量播种、变量施肥和变量喷药。分析了不同控制模型（如基于区域、基于点、基于模型的控制）的优缺点及适用场景。 第三部分：智能农机与自主作业系统 本部分聚焦于赋予农机“思考”和“自主行动”能力的关键技术，是未来农业机械化的主要方向。 3.1 农业机器人与自动化技术： 概述了应用于田间除草、采摘、巡检等任务的各类农业机器人。讨论了它们在复杂非结构化环境中的感知、决策与执行机制。特别是对基于机器视觉的作物识别、目标定位与路径规划技术进行了细致的分析。 3.2 自动驾驶农机系统： 深入讲解了实现拖拉机、联合收割机等大型农机完全自动驾驶所需的技术栈。包括传感器融合技术（摄像头、雷达、激光雷达的协同工作）、冗余备份系统设计、以及在恶劣天气和复杂地形下的鲁棒性增强策略。特别分析了现行标准下农机人机共驾与完全自主作业的法律与技术障碍。 3.3 决策支持系统（DSS）： 阐述了如何将海量数据转化为可执行的农业决策。这涉及到作物生长模型、气候预测模型与生产成本模型的集成，为农场管理者提供最优的作业窗口和资源配置建议。 第四部分：高效动力系统与新能源农机 随着环保法规日益严格和能源结构转型，农机的动力系统正经历深刻变革。 4.1 传统内燃机的高效化改造： 分析了现代农业柴油机在满足国标排放要求的同时，如何通过电控燃油喷射、废气再循环（EGR）等技术提升燃油经济性和动力输出特性。 4.2 电动化与混合动力技术： 详细介绍了纯电动拖拉机、小型电动作业平台的技术路径。重点讨论了高能量密度电池包在农机应用中的热管理挑战、续航里程限制以及充电基础设施的部署策略。对混合动力系统在需要大扭矩输出作业中的应用潜力进行了评估。 4.3 动力传动系统的优化： 探讨了液压传动、机械传动以及电液混合传动在不同农机上的性能匹配。特别是针对动力换挡、无级变速（CVT）技术在提高作业效率和降低燃油消耗方面的作用进行了量化分析。 第五部分：人机工程学与农机作业安全 本部分强调了在追求效率的同时，必须关注操作人员的健康和作业环境的安全。 5.1 驾驶室设计与人机交互： 讲解了先进驾驶室的设计原则，如何通过优化减振降噪、气候控制来降低驾驶疲劳。详细分析了基于触摸屏、语音控制的智能人机交互界面（HMI）的设计规范，确保信息清晰、操作直观。 5.2 作业安全与风险规避： 探讨了农机作业中常见的安全隐患，如侧翻、碾压、高空作业风险。提出了基于CAN总线和安全PLC的故障诊断与紧急制动系统设计，以及如何通过自动化技术减少人员暴露在高风险作业环境中的时间。 第六部分：农机化服务体系与可持续发展 现代农业机械化已从单一产品销售转向全程化、专业化的服务输出。 6.1 农机租赁与共享经济模式： 分析了当前农机合作社、专业化服务组织（植保队、耕整队）的组织架构、运营模式和盈利点。探讨了物联网技术如何支持农机资产的远程监控和调度，实现资源最大化利用。 6.2 农机报废更新与全生命周期管理： 关注农机设备的维护、维修与回收体系。引入了预测性维护（Predictive Maintenance）的概念，利用历史运行数据预测关键部件的失效时间，指导维修计划的制定，延长设备使用寿命，降低全生命周期成本。 6.3 政策导向与标准建设： 梳理了国家在农机购置补贴、报废补贴、绿色制造等方面的最新政策导向，并分析了国际标准化组织（ISO）在农业机械安全与性能测试方面的最新进展，为我国农机标准的制定提供参考。

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作为一名在校学生，我最看重的是教材的逻辑性和知识的完整性。这本书在内容组织上达到了极高的水准。它遵循了从“电源输入”到“最终执行机构输出”的完整逻辑链条，章节之间的衔接自然流畅，几乎没有生硬的跳跃。例如，在讨论了电机驱动技术之后，紧接着就详细讲解了传感器和编码器的信号采集与处理，确保了控制系统闭环的完整性。尤其值得称赞的是，书中对安全电路设计和电气安全规范的重视程度。它不仅列出了相关的国家标准和行业规范，还通过具体的案例剖析了不符合规范可能导致的严重后果，这对于培养学生的责任感和安全意识极为有益。阅读过程中，我发现作者在阐述复杂的电气现象时，总是能提供非常具体的参数范围和工程经验值，这让抽象的物理定律拥有了可以量化的参考依据。总的来说，这本书的结构严谨，内容详实，阅读体验非常流畅，是专业学习不可多得的优秀教材。

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这本书的排版和插图设计，给我一种非常清晰、高效的感觉。很多技术书籍的插图都模糊不清，或者尺寸太小，看不清细节，但这本教材在这方面做得非常出色。特别是那些关于电气原理图和接线图的部分，线条清晰，符号标准，几乎可以作为标准参考图来使用。我花了很多时间去研究其中关于变频器选型和参数设定的章节。作者不仅解释了如何计算负载所需的转矩和功率，还深入分析了不同品牌变频器在启动方式、保护功能上的细微差别，这对于工程采购和系统集成非常重要。让我印象深刻的是，书中对电磁兼容性（EMC）的关注。它专门辟出一个章节来讨论如何有效屏蔽干扰和合理布线，这在实际的机床安装和调试中是至关重要的，很多教科书会忽略这一点。这本书的深度和广度都令人满意，它不仅仅教你“怎么做”，更会让你明白“为什么这样做”，培养的是一种系统性的工程思维，而非简单的技能复制。

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这本书的封面设计得很有质感，那种深蓝色的背景配上金属拉丝的质感，一下子就让人感觉到了工业制造的那种厚重和精密。我本来是抱着试试看的心态翻开的，毕竟我对这个领域了解不多，很多教材都是枯燥的理论堆砌。但这本书的开篇就给我留下了深刻印象，它没有急着抛出复杂的电路图或数学公式，而是先从机床发展的历史和它在现代制造业中的核心地位讲起，用了很多生动的案例来说明电气控制的重要性。比如，它详细描述了数控机床如何通过电气信号实现高精度的运动控制，这让我这个门外汉也能快速抓住重点。书里对基础概念的讲解非常到位，比如步进电机和伺服电机的区别，以及它们在不同应用场景下的选择原则，作者的语言平实却又不失专业深度。我尤其喜欢它在章节末尾设置的“实践思考”环节，虽然我还没完全动手操作，但光是阅读这些思考题，就已经能激发我对实际问题的探究欲望了。这本书显然不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地指导你入门，让我对这个专业领域产生了浓厚的兴趣，期待接下来的学习。

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说实话，我买这本书是冲着它“技术”二字来的，希望能找到一些能直接应用于工作中的实用技巧，而不是停留在概念层面。这本书在深入讲解电气控制系统架构时，确实没有让我失望。它对PLC（可编程逻辑控制器）的应用讲解得非常细致，从基础的梯形图编程逻辑到高级的数据处理和通信协议，都有详实的图例和代码示例。我特别留意了关于故障诊断的部分，里面罗列了大量实际生产线上可能遇到的电气故障类型，并提供了系统性的排查步骤和解决方案。例如，当出现“伺服驱动器报警”时，书中给出了一个流程图，清晰地指引读者从电源、反馈信号到电机本身的逐级检查，这比我之前参考的几本手册都要清晰直观得多。作者在描述复杂算法时，总是能找到一个恰当的比喻或者一个非常形象的示意图来辅助理解，使得原本晦涩难懂的反馈控制理论变得触手可及。这本书的价值在于，它成功地架起了理论知识与实际工程应用之间的桥梁，对于一线技术人员来说，是一本非常值得收藏的工具书。

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我最近在学习老旧机床的现代化改造项目，急需一本能将传统继电器控制升级到现代电气驱动系统的参考资料。这本书正好提供了一个非常好的视角。它没有完全抛弃传统的电气控制基础，而是将它们视为现代系统的基石，然后逐步引入了诸如CAN总线、工业以太网等现代通信技术在机床控制网络中的应用。我对其中关于“运动控制算法的演进”这一部分的描述非常欣赏。作者用一种历史的眼光梳理了从开环控制到闭环控制，再到现代自适应控制的发展脉络，清晰地展示了每一步技术飞跃背后的电气和软件逻辑支撑。书中对不同控制模式（如V/F控制、矢量控制）的优缺点对比分析得尤为到位，并结合具体机床加工工艺（如攻丝、镗孔）给出了最佳实践建议。这本书的优势在于它的前瞻性，它不仅关注当前的行业标准，还对未来智能化、网络化制造中的电气控制趋势有所预见和探讨，让人感觉读完之后，视野都被拓宽了。

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