现代机械装备控制工程

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出版者:
作者:钟汉如
出品人:
页数:369
译者:
出版时间:2009-7
价格:44.00元
装帧:
isbn号码:9787302200345
丛书系列:
图书标签:
  • 机械工程
  • 控制工程
  • 现代控制
  • 装备制造
  • 自动化
  • 机电一体化
  • 系统控制
  • 智能控制
  • 工业自动化
  • 控制系统
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具体描述

《现代机械装备控制工程》阐述了自动控制理论的基本内容,涵盖了经典控制理论与现代控制理论的基础部分。全书分8章,主要内容包括: 自动控制系统绪论;经典控制理论;电机原理及控制;可控性、可观测性与极点配置设计;最优控制;自适应控制的概念与基本方法;应用举例——反辐射导弹导引头随动系统设计;应用举例——电动注射机锁模伺服电机控制。《现代机械装备控制工程》理论结合实际,把机械装备与控制系统相结合,体现了控制理论与机械装备结合的特色。《现代机械装备控制工程》还专为读者提供了习题和答案,供读者学习时使用。

《现代机械装备控制工程》可作为工程硕士研究生教材,也可作为机械类,电气工程类学科本科生、硕士生的教科书,亦可供从事控制工程研究的科技人员及科研工作者参考。

《精工智造:先进装备的驱动与协同》 本书深入探讨了现代工业生产中至关重要的“驱动”与“协同”两大核心概念,旨在为读者构建一个全面而深入的理解框架,勾勒出自动化、智能化装备运行的脉络。我们不触及“现代机械装备控制工程”这一特定书名,而是聚焦于驱动技术在装备中的普遍应用及其对整体性能的塑造,以及不同部件、系统之间如何实现高效协同,共同完成复杂任务。 第一部分:精准驱动的基石 本部分着重于现代机械装备的“驱动”技术,这是赋予装备运动能力和执行任务的根本。我们将从驱动技术的演变历程谈起,回顾早期机械式驱动的局限性,进而深入剖析现代驱动技术的核心——电力驱动。 电机技术前沿: 我们将详细介绍各种先进电机类型,包括但不限于永磁同步电机(PMSM)、无刷直流电机(BLDC)以及伺服电机。每一类电机都将剖析其工作原理、独特的优势(如高效率、高功率密度、精确的转速和位置控制能力)、以及在不同应用场景下的选择依据。例如,PMSM在高精度伺服系统中扮演的关键角色,BLDC在电动工具和无人机中的广泛应用,以及伺服电机在工业机器人关节控制中的不可或缺性。我们将深入到电机的设计要素,如绕组结构、磁场设计、材料选择等,探讨如何通过优化设计实现性能的最大化。 执行器与传动链: 除了电机本身,驱动力的传递和转化同样至关重要。本部分将详细介绍各类先进执行器,包括液压执行器、气动执行器及其在重载、高速等特定场景下的应用优势。我们会详细分析液压系统的压力控制、流量控制以及伺服液压技术,探讨气动系统中阀门设计、气缸选型以及比例气动控制的原理。此外,我们将深入剖析各种传动机构,如精密齿轮箱、行星减速器、谐波减速器、滚珠丝杠、直线电机等。重点在于分析不同传动方式的传动比、传动精度、刚度、回程间隙等关键性能指标,以及它们如何与电机协同工作,实现对末端执行部件的精准控制。 动力源与能源管理: 驱动离不开可靠的动力源。我们将探讨不同动力源的特性,如直流电源、交流电源、电池储能系统以及燃油发动机在特定装备中的集成。重点将放在现代能源管理技术,包括电源的效率优化、功率因数校正、以及能量回收系统的设计原理。例如,在电动汽车和机器人领域,能量回收制动技术的应用如何延长续航里程和提升整体能效。 第二部分:智能协同的脉络 本部分将聚焦于现代机械装备中的“协同”机制,即如何使构成装备的各个独立单元(驱动、传感、执行、通信等)有机地结合,形成一个整体,实现复杂、协调的动作。 传感技术与数据获取: 精确的协同离不开准确的环境感知和状态反馈。我们将详尽介绍各类现代传感器,包括编码器、光电传感器、激光测距仪、力/扭矩传感器、加速度计、陀螺仪、视觉传感器(摄像头)等。对于每一种传感器,都将阐述其工作原理、测量原理、精度特点、以及在不同工业场景下的应用案例。例如,视觉传感器在目标识别、路径规划中的作用,编码器在电机位置反馈中的关键性,力/扭矩传感器在力控操作中的重要性。我们还将探讨多传感器融合技术,如何通过集成不同传感器的信息,提高环境感知的鲁棒性和准确性。 运动控制策略: 实现装备的平稳、高效运行,离不开先进的运动控制策略。我们将深入讲解PID控制、模糊控制、自适应控制、预测控制等经典与前沿的控制算法。针对伺服系统,将详细阐述位置控制、速度控制、力/扭矩控制以及复合控制的实现方式和优化技巧。例如,如何通过优化PID参数实现快速响应和低超调,如何利用模糊逻辑处理非线性系统,以及预测控制在动态变化环境下的优势。 网络化与分布式控制: 现代装备往往是复杂的系统,多个子系统需要协同工作。本部分将探讨装备内部通信总线技术,如CAN总线、Ethernet/IP、Profinet等,以及它们在实现高实时性、高可靠性数据交换中的作用。我们将分析分布式控制架构,即如何将控制任务分解到各个子系统,并通过网络进行协调。这包括主从控制、多主控制以及对等网络控制的模式。 系统集成与优化: 最终,驱动与协同的目的是实现整个装备的高效、可靠运行。我们将讨论如何进行系统集成,将机械、电气、软件等各部分有机地结合。同时,我们将探讨系统优化技术,包括仿真建模、性能测试、故障诊断与预测性维护等。例如,通过仿真软件对机械结构和控制算法进行优化,通过现场测试验证装备的实际性能,以及利用数据分析提前预警潜在的故障。 通过对这些核心技术的系统性梳理和深入探讨,《精工智造:先进装备的驱动与协同》将为读者提供一个全新的视角,帮助理解现代机械装备是如何通过精准的驱动和智能的协同,不断提升效率、精度和智能化水平,从而推动整个工业领域的进步。本书的编写力求贴近实际应用,兼顾理论深度与工程实践,适合广大机械、自动化、电气工程等领域的专业人士、研究人员以及相关专业的学生阅读。

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读后感

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用户评价

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坦白说,当我第一次看到《现代机械装备控制工程》这个书名的时候,我有点犹豫,担心它会像市面上很多理论性太强的书一样,读起来枯燥乏味,与实际应用脱节。然而,事实证明我的担心是多余的。这本书的作者显然对机械装备控制工程有着极其深厚的理解,并且能够用一种非常接地气的方式来阐述复杂的概念。我特别欣赏书中关于故障诊断和容错控制的部分,这在实际生产环境中是至关重要的。作者通过具体的工业案例,详细讲解了如何利用各种信号分析技术来预测设备故障,以及在故障发生时如何通过冗余设计或软件算法来保证系统的连续运行。这对于提高设备可靠性和降低维护成本具有极大的指导意义。书中对先进的运动控制技术,比如CNC和伺服驱动器的讲解也十分到位,让我对如何实现高精度、高效率的运动控制有了更深刻的认识。我甚至在书里找到了关于如何优化运动轨迹规划的算法,这对于我正在进行的一个自动化生产线项目来说,简直是雪中送炭。总而言之,这本书不仅在理论上给予了我启发,更在实践层面提供了可操作的解决方案,是一本真正意义上的“干货”书籍。

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我是一名从事自动化设备研发的工程师,一直以来都对机械装备的控制系统充满了好奇和求知欲。《现代机械装备控制工程》这本书的出现,无疑为我打开了一扇新的大门。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我探索机械控制的奥秘。书中对各种控制算法的比较和分析,以及它们在不同应用场景下的优缺点,都让我受益匪浅。我特别喜欢它对模型预测控制(MPC)的阐述,这种先进的控制策略在处理多变量、强耦合的复杂系统时表现出色,而这本书正好提供了对MPC原理、建模方法和实现细节的详细讲解。此外,书中关于嵌入式系统在机械控制中的应用,以及如何进行软硬件协同设计的部分,也给我留下了深刻的印象。我之前就一直在思考如何将更强大的计算能力集成到机械装备的控制系统中,这本书正好提供了相关的技术路线和实现思路。当然,书中对一些前沿技术,例如人工智能在机械控制中的应用,也进行了初步的探讨,这让我对未来的发展方向有了更清晰的认识。

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作为一个拥有多年行业经验的机械工程师,我一直致力于追求设备的极致性能。《现代机械装备控制工程》这本书,无疑为我提供了强有力的理论支持和技术指导。它系统地梳理了从基础控制原理到前沿智能控制技术的演进脉络,让我能够站在巨人的肩膀上,更清晰地认识到机械装备控制的发展趋势。我尤其欣赏书中关于高级动态规划和强化学习在机械控制中的应用的探讨,这代表着未来自动化控制的发展方向。书中通过详实的数学推导和具体的应用案例,为我打开了新的技术视野。我正在思考如何将这些先进的算法应用到我目前负责的一个高精度加工中心项目中,以期进一步提升其加工精度和效率。

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我是一名产品经理,负责机械装备产品的研发和市场推广。在工作中,我需要对产品的技术实现有深入的理解,以便更好地与工程师沟通,并做出准确的市场决策。《现代机械装备控制工程》这本书,为我提供了一个绝佳的平台,让我能够快速、全面地了解机械装备控制工程的核心技术和发展方向。书中对各种控制系统架构的介绍,以及它们在不同类型机械装备中的应用,让我对产品的技术实现有了更清晰的认识。我特别关注书中关于人机交互和用户体验在控制系统设计中的重要性的论述,这对于我今后在产品设计中更加注重用户体验非常有帮助。此外,书中对工业物联网和智能制造的讨论,也让我对产品的未来发展方向有了更明确的规划。

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这本《现代机械装备控制工程》简直是一本宝藏!我刚拿到手,就被它厚重的分量和精美的装帧吸引了。翻开目录,我立刻被深深地吸引住了。从基础的控制理论,到先进的伺服系统,再到复杂的机器人技术,这本书几乎涵盖了机械装备控制工程的方方面面。我尤其喜欢它对经典控制理论的深入剖析,例如PID控制,作者不仅仅是给出了公式和算法,更是结合大量的实际案例,生动地解释了PID参数整定的原理和技巧。书中还详细介绍了各种传感器和执行器的特性,以及它们在实际应用中的选择和匹配。我记得我之前在调试一个液压系统时,就遇到了传感器精度不高的问题,如果早点看到这本书,我一定能少走很多弯路。而且,这本书的语言风格非常清晰易懂,即使是对于初学者来说,也能很快地掌握其中的概念。更让我惊喜的是,书中还涉及到了现代控制理论,比如状态空间法和模糊逻辑控制,这些都是我一直想深入学习的领域,而这本书正好提供了非常好的学习路径。我迫不及待地想用书中的知识来解决我工作中遇到的实际问题,我相信这本书一定会成为我今后学习和工作的得力助手。

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我是一名高校的教师,长期从事机械电子工程领域的教学与科研工作。《现代机械装备控制工程》这本书,是我近期阅览过的最让我印象深刻的教材之一。它的理论体系完整,内容翔实,并且紧跟学科前沿。我尤其喜欢书中关于多自由度机械臂的动力学建模和运动学控制的章节,作者不仅清晰地推导了复杂的动力学方程,还详细介绍了各种轨迹规划和力控制算法,这对于培养学生在机器人领域的专业能力非常有益。书中对实时控制系统和嵌入式系统设计的论述也十分深入,这为学生理解现代机械装备的底层架构提供了坚实的基础。我计划将这本书作为我下一学期的核心教材,我相信它能够极大地提升学生的学习效果和科研创新能力。

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作为一名在机械制造领域摸爬滚打多年的老兵,我阅览过不少关于机械控制的书籍,但《现代机械装备控制工程》这本书,无疑是我近期遇到的最令人惊喜的一本。它所涵盖的内容之广泛、之深入,让我叹为观止。从最基础的机械传动原理,到复杂的高级控制策略,这本书都处理得游刃有余。我尤其欣赏书中对机电一体化系统设计的论述,作者清晰地阐述了如何将机械、电子、信息技术等多个学科的知识有机地结合起来,以实现更高性能、更智能的机械装备。书中对各种通信协议,例如CAN总线和Ethernet/IP在工业自动化中的应用,也做了详细的介绍,这对于构建分布式控制系统至关重要。我记得我之前在调试一个大型生产设备时,就遇到了通信中断的问题,如果当时有这本书作为参考,我一定能更快地找到症结所在。而且,书中对系统仿真和优化方法的讲解也十分到位,这使得我能够在实际开发前就对设计方案进行充分的验证,大大降低了风险。

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我一直对机械设备的工作原理充满好奇,尤其是那些能够实现复杂运动和精密切割的设备。《现代机械装备控制工程》这本书,就像一位耐心细致的老师,为我揭开了机械装备控制的神秘面纱。我非常喜欢书中对各种传感器原理的讲解,例如激光测距、视觉识别以及力觉传感器等,它们是如何感知外界信息,并转化为控制系统可识别的信号,这一过程的阐述让我茅塞顿开。书中还详细介绍了如何利用这些传感器信息,结合各种控制算法,来精确地控制机械臂的运动,实现复杂的抓取、搬运甚至焊接任务。我之前尝试过自己制作一些简单的自动化设备,但常常因为对传感器和控制算法的理解不足而失败,这本书无疑为我指明了正确的方向,让我对未来更加充满信心。

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说实话,我之前对“控制工程”这个词总有一种高高在上的感觉,觉得离我实际的机械设计工作有些遥远。《现代机械装备控制工程》这本书,却彻底改变了我的看法。它用一种非常务实和贴近实际应用的方式,将复杂的控制理论呈现在我面前。我惊喜地发现,原来很多我之前遇到的机械设备性能瓶颈,都可以通过优化控制系统来解决。书中关于液压和气动伺服系统的详细讲解,以及如何进行系统参数的辨识和优化,让我对如何提高设备的响应速度和精度有了全新的认识。我尤其欣赏书中对伺服驱动器和编码器等关键部件的工作原理和选型的论述,这对于我进行机械设备选型和集成非常有帮助。而且,书中还涉及到了一些先进的制造技术,比如增材制造在控制系统中的应用,这让我看到了未来机械装备发展的方向。

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我是一名刚毕业不久的研究生,正处于职业生涯的起步阶段,对机械装备控制工程的了解还相对有限。《现代机械装备控制工程》这本书的出现,如同一场及时雨,为我提供了宝贵的学习资源。它的内容从浅入深,逻辑清晰,循序渐进,让我能够在一个扎实的基础上,逐步掌握更复杂的控制概念。我特别喜欢书中对模糊逻辑和神经网络在机械控制中应用的讲解,这两种智能控制方法在处理非线性、不确定性系统时表现出色。书中通过生动的例子,展示了如何利用模糊逻辑来模拟人类专家的判断,以及如何利用神经网络进行自适应学习和优化。这对于我目前正在进行的一项关于智能制造的研究项目,具有重要的参考价值。此外,书中对系统建模和辨识方法的介绍也十分全面,让我能够更好地理解被控对象的特性,从而设计出更有效的控制策略。

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