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出版者:清华大学出版社

作者:查普曼

出品人:

页数:573

译者:满永奎

出版时间:2008-7

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787302177302

丛书系列:清华版双语教学用书

图书标签:

• 电机学
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• 伺服系统
• 自动化
• 电磁场理论

复杂系统建模与仿真技术应用指南 作者：[此处填写一位具有丰富经验的领域专家姓名] 出版社：[此处填写一家具有权威性的出版社名称] --- 内容提要 本书聚焦于现代工程和科学领域中日益重要的一个核心议题：如何精确地捕捉、分析和预测复杂系统的动态行为。随着信息技术、自动化控制以及跨学科研究的深入发展，对非线性、多变量、高维度的物理、生物或社会系统的理解已成为推动技术进步的关键瓶颈。本书旨在系统性地介绍从理论基础到实际应用的完整流程，为工程师、研究人员和高级学生提供一套全面、深入的复杂系统建模与仿真工具箱。 全书结构严谨，内容覆盖了从微观机理的抽象到宏观现象的涌现的全过程。我们不局限于单一学科的范畴，而是强调跨学科的建模思维，特别是将经典数学物理方法与现代计算技术（如高精度数值求解、并行计算和机器学习辅助建模）相结合的策略。 --- 详细章节概述 第一部分：复杂系统理论基础与建模哲学 (Foundation of Complex Systems Modeling) 第1章：复杂系统的本质与分类 本章首先界定“复杂性”在工程科学中的含义，区分简单系统、复杂系统与混沌系统的主要特征。深入探讨系统层次结构（Scale Hierarchy）、涌现现象（Emergence）和自组织（Self-organization）等核心概念。讨论建模的哲学基础——奥卡姆剃刀原理在系统简化中的应用，以及“模型忠实度”与“模型可行性”之间的平衡取舍。 第2章：系统建模的基本范式与选择 详细介绍构建模型的主要路径：基于物理定律的机理建模（First-Principle Modeling）、基于观测数据的唯象建模（Phenomenological Modeling），以及两者结合的混合建模（Hybrid Modeling）。对微分方程模型（常微分方程ODE与偏微分方程PDE）、状态空间模型、随机过程模型（如马尔可夫链）进行对比分析，指导读者根据问题特性选择最合适的建模框架。 第3章：多尺度建模方法论 复杂系统往往跨越多个时间与空间尺度。本章集中探讨如何有效处理尺度差异。内容涵盖平均场理论（Mean-Field Theory）、多尺度建模（Multiscale Modeling, MSM）中的均匀化（Homogenization）技术，以及在不同尺度间进行信息传递和耦合的方法，尤其关注如何避免在尺度转换过程中损失关键的物理信息。 --- 第二部分：先进建模技术与数学工具 (Advanced Modeling Techniques and Mathematical Toolkit) 第4章：非线性动力学与稳定性分析 复杂系统大多表现出强烈的非线性特性。本章深入研究非线性系统的分析工具，包括相平面分析、李雅普诺夫稳定性理论的应用、分岔理论（Bifurcation Theory）在系统转变点预测中的作用。特别关注周期解、拟周期解以及混沌吸引子的识别与描述。 第5章：偏微分方程在连续介质中的应用 针对涉及场变量（如温度、应力、浓度、电磁场）的连续系统，本章详细阐述如何构建和求解相关的偏微分方程（如Navier-Stokes方程、反应-扩散方程）。重点介绍有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）和有限体积法（FVM）在处理复杂边界条件和非均匀材料特性时的实施细节与误差控制。 第6章：随机性与不确定性量化 (Uncertainty Quantification, UQ) 真实世界的复杂系统充满了不确定性——无论是参数的随机波动还是外部扰动。本章介绍如何将不确定性纳入模型。内容包括概率论基础、随机过程的描述、基于蒙特卡洛（Monte Carlo）方法的采样技术，以及更高效的概率加权方法（Stochastic Collocation）和张量随机展开（Stochastic Galerkin Method）在工程问题中的应用。 --- 第三部分：仿真、求解与系统辨识 (Simulation, Solution, and System Identification) 第7章：高效数值求解与算子技术 讨论求解大型、刚性（Stiff）微分方程组的数值算法。对比显示欧拉法、龙格-库塔法等单步法和多步法的适用范围。深入探讨现代求解器如何利用自适应步长控制、预条件子技术（Preconditioning）来加速收敛，以及高阶隐式求解器在保证精度和稳定性的双重需求下的优化策略。 第8章：系统辨识与数据驱动模型修正 在机理模型参数难以精确获取时，系统辨识成为关键。本章介绍如何利用实验数据或仿真数据来估计模型参数。讨论回归分析、最小二乘法在参数估计中的应用。重点介绍卡尔曼滤波（Kalman Filtering）及其扩展形式（如扩展卡尔曼滤波EKF、无迹卡尔曼滤波UKF）在实时状态估计和在线模型修正中的强大能力。 第9章：高保真仿真与模型降阶 (Model Order Reduction, MOR) 对于包含数百万自由度的复杂模型，实时仿真面临巨大挑战。本章专门介绍模型降阶技术。详细讲解模态分析法（Modal Analysis）、平衡截断法（Balanced Truncation）以及基于投影的降阶技术（如Proper Orthogonal Decomposition, POD），使读者能够构建出计算成本显著降低但仍能保持核心动态特性的简化模型。 --- 第四部分：复杂系统案例分析与新兴前沿 (Case Studies and Emerging Frontiers) 第10章：面向控制的设计与仿真 连接建模与实际控制应用。探讨如何利用仿真模型来设计鲁棒控制器（如H-infinity控制），并进行硬件在环（HIL）仿真验证。分析模型预测控制（MPC）中对系统动态模型的依赖性与实时计算要求。 第11章：计算资源优化与并行化 针对大型仿真任务，本章探讨如何利用高性能计算（HPC）架构。内容包括：分布式内存并行（如MPI）和共享内存并行（如OpenMP）在求解PDE中的应用，以及GPU加速在积分和矩阵运算中的潜力挖掘。 第12章：智能体系统与网络动力学 将视角转向群体行为。介绍如何运用图论和网络科学的方法来建模相互作用的智能体（Agent-Based Modeling, ABM）。分析信息传播、同步现象和网络鲁棒性等复杂网络动力学问题，并探讨数据驱动的拓扑结构推断。 --- 本书特色 1. 注重方法论的普适性： 理论框架覆盖多个工程领域，所介绍的建模和仿真技术可以直接迁移至流体力学、热力学、材料科学、生物工程甚至经济系统分析。 2. 强调计算效率： 超过三分之一的内容致力于数值方法、模型降阶和并行计算，确保读者不仅能建立模型，更能高效地求解大型复杂模型。 3. 实践导向的深度： 每一核心方法都辅以详细的数学推导和算法描述，结合实际工程案例的解题思路，避免停留在概念层面。 4. 面向未来： 涵盖了当前研究热点，如数据驱动模型修正（卡尔曼滤波变体）和多尺度耦合，为下一代复杂系统研究奠定坚实基础。 目标读者： 应用数学、计算物理、航空航天、机械工程、化学工程、生物医学工程等领域的研究人员、研究生，以及需要处理高保真系统建模与仿真任务的资深工程师。 --- （预计篇幅：约1500字）

评分☆☆☆☆☆

感应电机定子、转子两个基本部分组成。定转子之间必须有一间隙，称为空气隙，感应电机的空气隙很小，一般为0.2～2mm。此外，在定子两端还装有端盖。 转载请注明：valeo电机 http://www.centureus.com

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是我为数码相机自动对焦系统和镜头变焦功能寻找解释的最佳答案。我一直对相机内部那些精密的机械运动感到好奇，而这些都离不开微型电机。书中关于微型电机，尤其是步进电机和直流无刷电机的应用，让我大开眼界。它详细解释了步进电机如何通过精确的步进脉冲来控制镜头的对焦位置，保证了照片的清晰度，以及直流无刷电机如何提供平稳、快速的镜头变焦。我特别喜欢书中对电机驱动电路的介绍，这些电路如何通过微处理器发出的指令，精确地控制电机的转速和方向，从而实现相机的自动对焦和变焦功能。书中还探讨了不同类型微型电机在精度、速度、功耗和体积等方面的权衡，这对于理解相机设计中的各种取舍非常有帮助。例如，为什么有些相机的自动对焦速度更快，而有些则更省电，这些都与所选用的电机及其驱动方式息息相关。此外，书中对电机寿命和可靠性的讨论，也让我明白了为什么有些相机能够使用多年而性能依然稳定。

评分☆☆☆☆☆

我一直对航空模型和遥控设备领域有着浓厚的兴趣，而这些精巧的设备往往依赖于轻便、高效的电机来驱动。这本书中对用于航空模型和无人机的直流无刷电机（BLDC）的详细讲解，让我豁然开朗。它不仅解释了BLDC电机为何在这些领域如此受欢迎，比如其高功率密度、长寿命和优良的效率，还深入探讨了其电子换向的原理，以及如何通过精心设计的电子调速器（ESC）来实现对电机速度和推力的精确控制。我特别欣赏书中对不同BLDC电机规格的介绍，以及如何根据模型的尺寸、重量和所需性能来选择合适的电机和桨叶。书中还提到了电机在飞行中的散热问题，以及如何通过合理的风道设计来保证电机的稳定运行。对于一些涉及到电机噪音抑制和振动控制的内容，我也觉得非常有价值，因为这直接影响到模型的飞行体验。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工业自动化领域充满憧憬的大二学生，而电机作为自动化生产线上的核心动力单元，其重要性不言而喻。这本书中关于工业用电机的类型、选型以及应用场景的详细介绍，为我打开了通往工业自动化世界的一扇窗。它详细讲解了三相异步电机作为工业中最普遍的电机类型，其结构、原理以及在各种机械设备中的应用，例如传送带、泵、风机等。我特别对书中关于变频器（VFD）在控制三相异步电机中的作用印象深刻，变频器如何通过改变电源的频率和电压来平滑地控制电机的转速和转矩，从而实现节能和精确的工艺控制。书中还对电机在不同工业环境下的耐用性、可靠性和安全性进行了深入的探讨，这些都是在实际工业应用中必须考虑的关键因素。此外，书中关于电机维护和故障排除的章节，也让我对未来的职业生涯有了更清晰的认识，了解到在工业现场，电机工程师需要具备什么样的知识和技能。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，我对控制系统理论有着浓厚的兴趣，而电机作为执行机构，在各种控制系统中扮演着至关重要的角色。这本书中对电机控制理论的深入讲解，为我提供了宝贵的学习资源。它详细阐述了PID（比例-积分-微分）控制器在电机速度和位置控制中的应用，以及如何通过调整PID参数来优化控制性能，实现精确、快速的响应。我尤其对书中关于滑模控制、模糊控制等先进控制策略在电机驱动中的应用介绍印象深刻，这些技术能够有效地解决传统PID控制在面对非线性系统或外部干扰时的不足。书中还对模型的建立和辨识进行了探讨，这对于理解和设计更复杂的控制系统至关重要。我非常欣赏书中提供的各种仿真案例和实验数据，这能够帮助我更好地理解理论知识的实际应用效果，并为我未来的课程设计和毕业设计提供了重要的参考。书中对电机数学模型的推导过程也清晰明了，有助于我深入理解电机动力学的本质。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新能源技术感兴趣的学生，我一直想深入了解电动汽车的核心技术。而电机，正是电动汽车动力系统的关键组成部分。这本书中关于永磁同步电机（PMSM）的详细介绍，让我对电动汽车的动力来源有了更清晰的认识。PMSM因其高效率、高功率密度和优良的动态响应特性，在电动汽车领域得到了广泛应用。书中不仅解释了PMSM的工作原理，还深入探讨了其驱动控制技术，包括如何实现精确的速度和转矩控制，以及如何优化能量利用效率。我印象深刻的是书中对电机材料选择、制造工艺对性能影响的分析，这些深层次的探讨让我理解了为什么一款好的电机能够带来更好的驾驶体验和更长的续航里程。此外，书中对电机冷却系统、传动系统等配套技术的介绍，也让我对整个电动汽车的动力总成有了更全面的认知。我特别欣赏书中对于电机故障诊断和维护的指导，这对于未来我可能接触到的实际工作非常有价值。对于一些涉及到复杂控制算法的部分，作者通过清晰的图示和逐步的讲解，使得原本晦涩难懂的内容变得易于理解。

评分☆☆☆☆☆

我一直对机器人技术充满兴趣，而电机无疑是机器人活动的“心脏”。这本书提供的知识，简直就是我学习机器人原理的绝佳基础。它详细讲解了伺服电机，这种能够精确控制角度和位置的电机，对于机器人的手臂、关节等关键部位至关重要。书中对伺服电机内部结构、控制反馈机制的剖析，让我明白了为何机器人能够做出如此精密的动作。此外，关于步进电机的内容也让我颇为惊喜，虽然步进电机可能不如伺服电机那样灵活，但其在定位精度上的优势，在某些需要精确步进的场合，例如3D打印机、CNC机床等，却是不可替代的。作者并没有仅仅停留在理论层面，还涉及到了如何选择合适的电机、如何进行电机选型，以及在实际应用中可能遇到的常见问题和解决方案，这对于将理论知识转化为实际操作非常有指导意义。我特别喜欢书中关于电机效率和功率损耗的讨论，了解这些有助于我们在设计和使用设备时，更加注重能源的节约和效率的提升，这在当今社会提倡绿色环保的背景下尤为重要。书中还对不同电机在噪音、发热等方面的表现进行了比较，这些细节对于使用者来说，往往是影响使用体验的关键因素。整体而言，这本书为我理解和应用电机技术，特别是在机器人和自动化领域，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，之前我对电机的认知仅限于“能让东西转起来的机器”，看完之后，我才意识到电机世界的复杂与精妙。从最基本的直流电机，到我们日常生活中无处不在的交流感应电机，再到那些在高端应用中扮演关键角色的同步电机、无刷直流电机，作者都进行了深入浅出的剖析。我尤其对电机的工作原理部分印象深刻，那种将电磁场、力学原理巧妙结合的描述，让我仿佛能看到电流如何在电机内部转化为机械能的奇妙过程。不仅仅是理论，书中还详细讲解了各种驱动方式，比如PWM（脉冲宽度调制）驱动，它如何通过控制电压的占空比来精确控制电机转速和扭矩，这种技术在电动汽车、工业自动化等领域的重要性不言而喻。我以前觉得电机驱动是件很神秘的事情，但读完这本书，我感觉自己像是打开了一扇通往新世界的大门，对电机及其驱动系统有了更系统、更全面的认识。书中对不同类型电机的优缺点、适用场景的对比分析也让我受益匪浅，能够帮助我在实际应用中做出更明智的选择。而且，书中还穿插了一些历史发展脉络，了解电机技术是如何一步步演进至今的，也让我对这项伟大的发明有了更深的敬意。即使是对于一些稍微复杂的内容，作者也尽量用通俗易懂的语言和丰富的图示来辅助说明，使得学习过程不至于枯燥乏味。

评分☆☆☆☆☆

我之前对家电产品的维修和设计工作一直保有浓厚的兴趣，尤其是一些涉及转动部件的家电，如洗衣机、空调、冰箱等，其核心动力都离不开电机。这本书中对家用电器中常用到的各种电机类型，如单相交流异步电机、罩极电机等的讲解，让我对这些熟悉的产品背后隐藏的“驱动力”有了更深刻的理解。书中不仅分析了这些电机的基本结构和工作原理，还重点介绍了它们的特点，比如单相交流异步电机启动性能的不足以及如何通过电容等辅助元件来改善，罩极电机在低功率、低成本应用中的优势。让我受益匪浅的是，书中还探讨了不同电机在效率、噪音、寿命等方面的差异，这直接关系到家电产品的用户体验和能源消耗。例如，我一直好奇为什么有些洗衣机的电机工作起来非常安静，而有些却噪音较大，这本书对此有了详细的解释。书中还涉及到了电机在不同家电中的具体应用案例，让我能够将书中的理论知识与实际产品联系起来，加深了我的理解。对于一些涉及到电路控制的部分，书中也做了相应的介绍，让我能够更好地理解家电控制面板是如何指挥电机工作的。

评分☆☆☆☆☆

我是一名软件工程师，虽然我的工作主要围绕代码展开，但我一直对物理世界的运作机制，尤其是那些能够实现复杂运动的机械设备，抱有强烈的好奇心。这本书关于电机的工作原理和驱动控制的介绍，为我提供了一个非常好的切入点，让我能够将抽象的数字世界与具体的物理世界联系起来。它详细解释了电磁感应、转矩产生等基本物理定律如何在电机中得到体现，以及各种控制算法如何通过改变电机的运行状态来执行特定的任务。我尤其对书中对电机控制系统的软件实现层面有所提及，例如如何编写程序来生成PWM信号，如何通过编码器反馈来闭环控制电机的转速。这让我看到了软件在驱动和控制物理世界中的巨大潜力。书中还对不同电机在功耗和发热方面的分析，也让我能够更全面地理解硬件系统的设计考量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名爱好者，一直对各种电动工具，如电钻、电锯、打磨机等，其内在的动力转换机制感到好奇。这本书为我揭示了这些强大工具背后的秘密。书中对各种工业级和消费级电机的介绍，如串励电机、电容电机等，以及它们在不同电动工具中的具体应用，让我对这些工具的工作原理有了更直观的理解。我特别对书中关于电机过载保护和热保护机制的讨论感兴趣，这解释了为什么电动工具在长时间高强度工作后能够保持稳定，并且不会轻易损坏。书中还详细讲解了电机启动方式和调速技术，比如对于大功率电动工具，如何平稳启动并避免对电网造成冲击。我从中了解到，有些电动工具之所以能够实现无级变速，是依靠先进的电子调速模块和高效的电机协同作用。此外，书中还提及了一些电机维护和故障排除的常识，对于我这种喜欢自己动手进行维护的爱好者来说，无疑是雪中送炭。

评分☆☆☆☆☆

全英文，写的不错~简单易懂~

评分☆☆☆☆☆

只看內容没做題，看到chapter 6就看不下去了，書的確是好書，看的最仔細的一本英文教材，看到這種書偶爾才想起我的專業。

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不懂

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作为一个满足于知道三相还有stator,rotor是什么即可得孩纸……

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只看內容没做題，看到chapter 6就看不下去了，書的確是好書，看的最仔細的一本英文教材，看到這種書偶爾才想起我的專業。