具体描述
本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。本书是依据普通高等学校“过程控制与自动化仪表”教学大纲的要求，在《过程控制与自动化仪表》（2000年机械工业出版社出版，西安理工大学侯志林主编）一书的基础上修订而成。本书从当前生产过程自动化的实际需要和过程控制的最新发展出发，在介绍生产过程自动化的基本概念、自动化仪表的工作原理及使用要求的基础上，重点介绍了智能仪表、过程建模、复杂过程控制系统的分析与设计、基于网络的计算机控制系统及工程应用等问题。 本书取材适当，深广度适中，能适应不同高校本科电气信息类专业的教学需求；内容叙述简明扼要、通俗易懂、循序渐进、方便自学；每章开始扼要提出了本章教学内容和应达到的基本要求；每章都编写了基本练习题、综合练习题和设计题，以适应不同学生的学习需求，也便于教师因材施教。 本书可作为高等学校电气信息类有关专业的专业课教材，也可供相关专业的师生和工程技术人员参考。 本书配有电子教案，欢迎选用本书作教材的教师索取。电子邮箱：panyx@xaut．edu．cn，yu57sh@163．com。
《现代机械设计基础》 图书简介 本书旨在为工程技术人员和高年级工科学生提供一套全面、深入且实用的现代机械设计理论与实践指南。它不仅涵盖了传统机械设计中的核心概念，更融入了当前工业界前沿的技术发展和工程实践要求，特别是强调了可靠性、智能化和绿色制造的理念。全书结构清晰，内容详实，理论推导严谨，并辅以大量工程实例和思考题，以期帮助读者建立扎实的机械设计基础，并培养解决复杂工程问题的能力。 第一部分：机械设计的基础理论与材料科学 本部分聚焦于机械设计中不可或缺的基石——材料选择与强度分析。 第一章：机械设计概述与工程规范 本章首先界定了现代机械设计的范畴、基本原则和设计流程。详细阐述了在当前工业环境下，机械设计需要遵循的标准化、系列化和通用化要求。重点讨论了从概念生成到详细设计的全生命周期管理思维，以及人机工程学在设计初期的重要性。同时，系统介绍了国内外通行的工程图样绘制标准（如ISO和国标），强调了规范化表达在团队协作和制造环节中的关键作用。 第二章：工程材料的力学性能与选择 本章深入探讨了结构钢、铸铁、铝合金、钛合金及先进复合材料的微观结构、热处理工艺及其对宏观力学性能的影响。着重分析了材料的静态强度（屈服强度、极限抗拉强度）、疲劳性能（S-N曲线、疲劳极限）、蠕变特性以及断裂韧性。在材料选择方面，本书提供了一套基于多准则决策（如成本、重量、工作环境温度和腐蚀风险）的系统化方法论，指导读者做出最优化的材料选型决策，而非仅凭经验判断。 第三章：机械零件的应力分析与失效预防 详细讲解了集中应力、接触应力、应力强度因子等高级应力概念。引入有限元分析（FEA）的基础原理，说明如何利用数值模拟来预测复杂结构件的应力分布和变形情况。针对常见的失效模式，如疲劳断裂、接触疲劳（点蚀和剥落）以及静力过载，系统阐述了相应的许用应力确定方法，并基于可靠性理论（如概率设计方法）来量化和控制设计风险。 第二部分：基础机械传动系统的设计与分析 本部分是机械设计中的核心模块，详细讲解了实现运动和动力传递的关键机构。 第四章：连接件的设计与计算 涵盖了螺纹连接、键与花键连接、销连接以及铆接与焊接等所有主要连接方式。螺栓连接部分深入讨论了预紧力的作用、静载和动载下的承载能力计算，并介绍了抗松动技术，如使用自锁螺母和胶粘剂。焊接连接部分侧重于焊缝的强度计算、焊缝形式的选择，以及热影响区对母材性能的潜在影响。 第五章：摩擦与润滑 本章剖析了摩擦的本质，区分了干摩擦、边界润滑和流体润滑状态。详细介绍了润滑剂的选择标准（粘度指数、极压添加剂）以及润滑方式（浸油润滑、滴油润滑、循环润滑）。重点探讨了接触表面粗糙度对摩擦系数和磨损率的影响，并引入了接触力学（如Hertz接触理论的扩展应用）来评估接触区域的承载能力。 第六章：齿轮传动系统 这是传动部分的核心。本章从齿轮几何结构入手，推导了标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和锥齿轮的参数计算公式。重点在于强度计算，详细阐述了基准齿廓的弯曲疲劳强度（Lewis公式的现代修正）和齿面接触疲劳强度（ISO标准下的接触应力计算）。同时，讨论了齿轮箱的集成设计、噪音控制技术和高精度齿轮的制造公差要求。 第七章：带传动与链传动 对比分析了带传动（V型带、同步带）和链传动（滚子链、套筒链）的适用范围、优缺点和效率特性。带传动部分侧重于张紧力的优化计算以平衡传递扭矩和轴承载荷。链传动部分则关注链条的节距、导向和润滑，特别是对于冲击载荷和高速运行工况下的动态特性分析。 第八章：轴与轴承 本章系统讲解了直轴、曲轴和空心轴的设计。详细分析了轴在组合载荷下的应力集中和临界转速问题。轴承部分全面覆盖了滚动轴承（球轴承、滚子轴承）和滑动轴承的选型、寿命计算（基于L10寿命标准）和游隙调整。特别强调了轴承的正确安装和密封技术，这是确保轴系可靠性的关键因素。 第三部分：机构运动与现代设计方法 本部分关注如何实现特定的运动要求，并引入先进的设计和优化工具。 第九章：连杆机构与凸轮机构 深入分析了平面四连杆机构的速度、加速度瞬心法和相对运动分析。讨论了机构运动的优化设计，例如如何通过曲柄长度的调整来获得接近等速的运动规律。凸轮机构部分详细介绍了各类凸轮的轮廓设计（圆弧凸轮、修正凸轮），并侧重于分析高频运动下凸轮随动件的冲击与振动问题。 第十章：机构的动力学分析与平衡 本章从刚体动力学基础出发，讲解了机构的静力平衡、动力平衡和振动抑制。讨论了往复运动机构的惯性力及其平衡措施（配重法、反向运动学抵消法）。重点分析了多自由度系统的固有频率和模态分析，为解决机械共振问题提供了理论基础。 第十一章：机械系统的优化设计与可靠性工程 本章是现代设计理念的集中体现。介绍了基于目标函数和约束条件的参数优化方法，如梯度下降法和遗传算法在机械参数寻优中的应用。将可靠性工程的概念引入设计，包括故障树分析（FTA）、故障模式与影响分析（FMEA），并教授读者如何通过冗余设计和容错设计来提高整体系统的健壮性。 第十二章：面向制造的设计（DFM）与装配（DFA） 强调将制造和装配的可行性前置到设计阶段。详细讨论了公差配合与几何尺寸公差（GD&T）的应用，如何通过合理的几何设计减少加工难度和成本。分析了不同装配工艺（如卡扣、自定位结构）对产品可维护性的影响，旨在设计出易于制造、易于维护的机械系统。 本书的编写风格力求严谨而不失可读性，每一章节的理论推导都紧密结合工程实际中的典型问题，旨在培养读者从宏观的系统需求到微观的零件细节都能进行全面、科学、经济的设计决策能力。
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目录信息
序第2版前言第1章 绪论 1.1 过程控制概述 1.1.1 过程控制的特点、任务及要求 1.1.2 过程控制的发展概况 1.1.3 过程控制系统的组成、分类及性能指标 1.2 自动化仪表概述 1.2.1 自动化仪表的分类与发展 1.2.2 自动化仪表的信号制与能源供给 1.2.3 安全防爆仪表与安全防爆系统 思考题与习题第2章 过程参数的检测与变送 2.1 参数检测与变送概述 2.1.1 检测仪表 2.1.2 检测误差 2.1.3 检测仪表的基本特性 2.1.4 变送器的构成原理 2.1.5 变送器的信号传输方式 2.2 温度的检测与变送 2.2.1 温度检测方法 2.2.2 典型模拟式温度变送器 2.2.3 智能式温度变送器 2.3 压力的检测与变送 2.3.1 压力的概念及其检测 2.3.2 DDZ-Ⅲ型力矩平衡式差压变送器 2.3.3 电容式差压变送器 2.3.4 智能式差压变送器 2.4 流量的检测与变送 2.4.1 流量的概念与检测方法 2.4.2 典型流量检测仪表 2.5 物位的检测与变送 2.5.1 物位检测的主要方法 2.5.2 典型物位检测仪表 2.6 成分的检测与变送 2.6.1 概述 2.6.2 红外式气体成分的检测及仪表 2.6.3 氧气成分的检测及仪表 2.6.4 多种组分的检测及仪表 思考题与习题第3章 过程控制仪表 3.1 过程控制仪表概述 3.2 DDZ-Ⅲ型模拟式调节器 3.2.1 比例积分微分调节规律 3.2.2 DDZ-Ⅲ型PID基型调节器 3.3 数字式控制器 3.3.1 数字式控制器的基本构成 3.3.2 数字式控制器实例 3.4 执行器 3.4.1 执行器的构成原理 3.4.2 气动执行器的应用 3.4.3 电/气转换器与阀门定位器 3.4.4 智能式电动执行器 3.5 安全栅 3.5.1 齐纳式安全栅 3.5.2 隔离式安全栅 思考题与习题第4章 被控过程的数学模型 4.1 过程建模的基本概念 4.1.1 被控过程的数学模型及其作用 4.1.2 被控过程的特性 4.1.3 过程建模方法 4.2 解析法建立过程的数学模型 4.2.1 解析法建模的一般步骤 4.2.2 单容过程的解析法建模 4.2.3 多容过程的解析法建模 4.3 试验法建立过程的数学模型 4.3.1 响应曲线法 4.3.2 最小二乘法 思考题与习题第5章 简单控制系统的设计 5.1 简单控制系统设计概述 5.1.1 控制系统设计任务及开发步骤 5.1.2 设计中需要注意的有关问题 5.2 控制方案的确定 5.2.1 被控参数的选取 5.2.2 控制参数的选择 5.2.3 被控参数的测量与变送 5.2.4 调节规律对控制质量的影响及其选择 5.2.5 执行器的选择 5.2.6 调节器正/反作用方式的选择 5.3 调节器的参数整定 5.3.1 调节器参数整定的理论基础 5.3.2 调节器参数的整定 5.3.3 PID调节器参数的自整定 5.4 单回路控制系统设计实例 5.4.1 干燥过程的控制系统设计 5.4.2 储槽液位过程控制系统的设计 思考题与习题第6章 常用高性能过程控制系统 6.1 串级控制系统 6.1.1 串级控制的基本概念 6.1.2 串级控制系统的控制效果 6.1.3 串级控制系统的适用范围 6.1.4 串级控制系统的设计 6.1.5 串级控制系统的参数整定 6.2 前馈控制系统 6.2.1 前馈控制的基本概念 6.2.2 前馈控制的特点及局限性 6.2.3 静态补偿与动态补偿 6.2.4 前馈-反馈复合控制 6.2.5 引入前馈控制的原则及应用实例 6.3 大滞后过程控制系统 6.3.1 大滞后过程概述 6.3.2 史密斯预估控制 6.3.3 改进型史密斯预估控制 6.3.4 内模控制 思考题与习题第7章 实现特殊工艺要求的过程控制系统 7.1 比值控制系统 7.1.1 比值控制概述 7.1.2 比值控制系统的设计 7.1.3 比值控制系统的参数整定 7.2 均匀控制系统 7.2.1 均匀控制的提出及其特点 7.2.2 均匀控制系统的设计 7.3 分程控制系统 7.3.1 分程控制概述 7.3.2 分程控制系统的设计 7.3.3 分程控制系统的应用 7.4 自动选择性控制系统 7.4.1 自动选择性控制概述 7.4.2 系统的类型及工作过程 7.4.3 自动选择性控制系统的设计 思考题与习题第8章 复杂过程控制系统 8.1 序言 8.2 多变量解耦控制系统 8.2.1 耦合过程及其要解决的问题 8.2.2 相对增益与相对增益矩阵 8.2.3 解耦控制系统的设计 8.3 适应过程参数变化的控制系统 8.3.1 适应静态增益变化的控制系统 8.3.2 适应纯滞后时间变化的控制系统 8.3.3 适应时间常数变化的控制系统 8.4 推理控制系统 8.4.1 推理控制系统的组成 8.4.2 推理－反馈控制系统 8.4.3 输出可测条件下的推理控制系统 8.5 预测控制系统 8.5.1 预测模型 8.5.2 参考轨迹 8.5.3 优化算法 8.6 模糊控制 8.6.1 模糊控制及其特点 8.6.2 预备知识 8.6.3 模糊控制的基本原理与构成 8.6.4 模糊控制系统的设计 思考题与习题第9章 基于网络的过程计算机控制系统 9.1 集散控制系统 9.1.1 集散控制系统概述 9.1.2 集散控制系统的递阶结构 9.1.3 集散控制系统的通信网络 9.1.4 集散控制系统的软件及组态 9.2 基于现场总线的过程控制系统 9.2.1 现场总线的基本概念 9.2.2 现场总线的通信模型 9.2.3 基于现场总线的控制系统的设计 思考题与习题第10章 典型生产过程控制与工程设计 10.1 典型生产过程控制 10.1.1 电厂锅炉的过程控制 10.1.2 精馏塔的过程控制 10.2 过程控制系统的工程设计 10.2.1 工程设计的目的和主要内容 10.2.2 工程设计的具体步骤 10.2.3 控制系统的抗干扰和接地设计 思考题与习题附录 附录A 附录B参考文献
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读后感
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挺有意思的一门课以及一本书，只是课表空间限制，只让用八个教学周来走马观花地浏览一遍。但愿若干年后从故纸堆里翻出来这些我本科时候的教材，不要再带这么夸张的戾气，不要再回想起上海冬天里的那些冷眼与假笑。
评分挺有意思的一门课以及一本书，只是课表空间限制，只让用八个教学周来走马观花地浏览一遍。但愿若干年后从故纸堆里翻出来这些我本科时候的教材，不要再带这么夸张的戾气，不要再回想起上海冬天里的那些冷眼与假笑。
评分挺有意思的一门课以及一本书，只是课表空间限制，只让用八个教学周来走马观花地浏览一遍。但愿若干年后从故纸堆里翻出来这些我本科时候的教材，不要再带这么夸张的戾气，不要再回想起上海冬天里的那些冷眼与假笑。
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