(教材)电气化铁道微机监控技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:钱清泉

出品人:

页数:189

译者:

出版时间:2000-6

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787113036553

丛书系列:

图书标签:

• 电气化铁路
• 微机控制
• 信号系统
• 监控技术
• 教材
• 交通运输
• 电气工程
• 自动化
• 铁路技术
• 智能交通

电力牵引系统中的前沿技术与应用概览 本书聚焦于现代电力牵引系统中关键技术的深入探讨，旨在为读者提供一个全面、详实且具有实践指导意义的知识框架。 本书内容严格围绕电力牵引的能量转换、控制策略、系统集成与前沿发展趋势展开，完全不涉及任何关于铁道电气化过程中微机监控系统的具体架构、硬件选型、软件接口标准或故障诊断逻辑等内容。 第一章：电力牵引的物理基础与能量转换原理 本章从电力牵引的根本物理原理出发，详细剖析了电能转化为机械能过程中的能量守恒与转换效率问题。我们将深入探讨不同类型牵引电机的基本结构、工作特性及适用场景，重点分析交流牵引电机与直流牵引电机的核心差异，以及它们在不同运行工况下的转矩-速度特性曲线。 核心内容包括： 电磁感应与电磁驱动力生成机制： 对异步电机、永磁同步电机等主流牵引电机的电磁场理论进行详尽阐述，侧重于电机内部损耗的精确建模与分析。 牵引供电系统（接触网/第三轨）的电气特性： 分析电网阻抗、电压波动、谐波注入对牵引系统整体性能的影响。本章将详细推导在不同负载条件下，供电系统的动态响应方程。 再生制动中的能量回馈路径分析： 探讨牵引供电系统吸收再生能量的能力限制，以及如何通过优化控制策略来提高能量回馈的有效性和稳定性。不涉及任何关于信息采集或控制闭环的细节。 第二章：电力电子器件在高功率密度牵引变流器中的应用 本章是关于电力电子技术在牵引传动领域核心应用的专题论述。重点放在功率半导体器件的选择、驱动电路设计以及变流器拓扑结构的最优化上，以实现高效率、高可靠性和紧凑的系统设计。 主要探讨以下技术点： IGBT与SiC器件的性能对比及选型： 深入比较不同代际功率模块在开关损耗、热管理需求和耐压能力上的差异，并结合实际工程案例讨论其在不同电压等级牵引系统中的适用性。 变流器拓扑结构的选择与优化： 全面分析多电平变流器（如NPC、FSA等）在降低输出谐波、改善电能质量方面的优势与挑战。本章将侧重于拓扑结构对系统体积、重量和成本的影响评估。 高频开关对系统热管理的影响： 详细解析功率损耗在器件、散热器和冷却介质之间的传递过程，介绍先进的液冷和直冷技术在应对高热流密度挑战中的应用。本章不包含任何关于系统状态监测或通信协议的内容。 第三章：牵引电机驱动控制系统的数字信号处理基础 本章将读者带入牵引驱动控制的底层数学模型和信号处理层面。我们关注的是如何通过精确的算法来实时控制电机的转矩和速度，确保运行的平稳性和动态响应的快速性。 内容侧重于算法的推导与实现基础： 矢量控制（FOC）与直接转矩控制（DTC）的理论建模： 详细推导Clarke-Park变换在不同坐标系下的数学表达式，并分析它们在处理饱和、参数漂移等非理想情况时的局限性。 电流环与转矩环的内环设计： 基于离散时间系统理论，设计高性能的数字比例积分（PI）控制器，讨论采样周期的选择对控制性能的影响，以及如何应用超前-滞后补偿器来改善系统稳定性。 脉冲宽度调制（PWM）技术在牵引变流器中的应用： 探讨空间矢量调制（SVM）和载波交织调制等技术，重点分析载波频率对电机谐波电流和开关损耗的耦合影响。本章内容专注于算法数学结构，不涉及具体的软件实现流程或编程语言。 第四章：牵引传动系统的机械耦合与动力学分析 本章将视角转向电能转化为牵引力之后，车辆与轨道之间的相互作用，这是保证运行安全性和舒适性的关键环节。 本章深入研究以下动力学问题： 驱动轮与轨道的粘着性能建模： 建立描述轮轨接触的非线性模型，分析粘着系数随速度、轴重和轨道条件的变化规律，并研究粘着力限制下的最大牵引力分配问题。 牵引传动系统的振动模态分析： 对电机、减速器、车轴及悬挂系统组成的复杂机械系统进行模态分解，识别系统的固有频率和振型，以避免共振现象。 齿轮箱与轴承系统的可靠性评估： 基于接触疲劳理论和润滑机理，对关键传动部件的寿命进行预测和评估。 第五章：新型牵引系统架构与能源效率优化 本章展望了未来牵引技术的发展方向，重点探讨了系统集成化、轻量化以及能源利用效率的突破性方法。 前沿技术探索方向包括： 集成化牵引系统（IMS/CIDM）的设计挑战： 分析将变流器、电机和辅助电源集成到单一紧凑模块中时面临的热集成与电磁兼容性（EMC）问题。 智能材料在牵引系统冷却中的应用潜力： 探讨相变材料（PCM）和热管技术在提高变流器散热效率方面的应用前景。 多能混合驱动系统的能量管理策略（侧重物理建模）： 针对采用超级电容或电池辅助的牵引系统，建立能量流动的多目标优化模型，以最小化总能耗为目标，但不涉及任何形式的在线决策或系统状态反馈机制。 总结： 本书内容严格围绕电力牵引的核心物理原理、电力电子转换技术、底层驱动控制算法的数学建模以及机械动力学分析展开，旨在为高阶工程技术人员和研究人员提供坚实的理论基础和前沿视野。

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我对这类技术书籍的评估标准，往往在于其逻辑架构的严谨性和知识体系的完整性。电气化铁道是一个庞大而精密的系统工程，涉及高压电力、通信、软件工程等多个领域。因此，我期望这本《(教材)电气化铁道微机监控技术》能够提供一个清晰的知识地图：从基础的微机架构（如处理器选型、总线结构）开始，逐步深入到如何将这些硬件与铁道特有的传感器、执行器接口集成，最后才是复杂监控软件的开发与调试。令人好奇的是，书中如何处理实时性这一关键挑战。毕竟，铁路安全容不得半点延迟，微机系统在处理紧急事件时的响应速度、中断机制的优化，以及如何设计具备高可靠性和容错能力的软件，是衡量教材水平的重要标尺。如果能附带一些典型的软硬件联合调试的案例分析，那就更具价值了，这能帮助读者跨越理论到实践的鸿沟，理解真实世界中系统集成时会遇到的那些“坑”。

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这本书的“教材”属性意味着它必须兼顾教学效果和知识的系统性。我猜想，为了适应不同层次读者的需求，书中很可能采取了“理论讲解—模型演示—实例分析”的教学模式。如果能提供配套的实验指导或仿真环境的搭建指南，那将是极大的加分项。例如，通过搭建一个简化的模拟接触网故障检测系统，让读者亲手编写监控程序，观察微机如何采集电压、电流数据，并触发保护动作，这种沉浸式的学习体验是任何纯文字描述都无法替代的。另外，教材的语言风格也至关重要，它不应该过于晦涩难懂，但也不能流于表面。它需要在保证技术精确性的同时，保持一种引导性的、启发性的写作风格，帮助学习者建立起对整个监控体系的全局观，而不是仅仅掌握零散的知识点。好的教材能让读者在遇到一个实际问题时，能够迅速定位到所学的哪个模块、哪种技术可以提供解决方案。

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看到《(教材)电气化铁道微机监控技术》这本书的书名，我的脑海里立刻浮现出那些穿梭在钢铁轨道上的电动列车，以及它们背后复杂的电网与控制系统。这本书的定位显然是专业性很强的教材，这让我对它内容的深度和广度充满了期待。我希望它不仅仅是枯燥的理论堆砌，而是能将那些高深的微机原理、嵌入式系统在电力牵引、接触网监控、乃至整个列车运行控制系统中的实际应用，阐述得清晰透彻。特别是对于信号与控制的交叉部分，比如如何利用微处理器实现精确的故障诊断、远程监控和自动化调度，这些都是铁路现代化进程中的核心技术。一本优秀的教材，应当能够搭建起从基础电子技术到铁路特定应用场景的坚实桥梁，用丰富的图表和案例去解析那些抽象的算法和协议，让学习者在理解原理的同时，也能预见未来技术变革的方向，比如引入物联网（IoT）或更先进的人工智能技术来优化能耗和维护周期。我非常关注书中对最新标准和行业规范的引用程度，这直接决定了教材的生命力与实用价值。

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从一个希望提升自身专业技能的工程师角度来看，我更看重书中对“技术演进”的把握。微机监控技术发展日新月异，如果这本书的内容停留在十年前的技术栈上，那它的参考价值就会大打折扣。例如，现代高铁的监控系统越来越多地采用分布式架构和工业以太网进行数据交换，传统串行通信的地位正在下降。我非常期待书中能详尽介绍当前主流的工业通信协议（如Profibus、Modbus或更专业的列车通信网络协议）在监控系统中的具体实现细节，包括数据帧的结构、错误校验机制以及网络拓扑的构建。此外，安全（Safety）和信息安全（Security）在铁路领域的重要性不言而喻。书中是否会涉及功能安全标准（如IEC 61508）在微机监控系统设计中的体现？如何防范网络攻击对列车运行控制系统造成威胁？这些前沿和关键的议题，决定了一本教材是否能真正站在行业前沿，培养出适应未来需求的专业人才。

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最后，对于一本专业教材而言，其“可读性”与“参考价值”的平衡是检验其成败的关键。我希望这本书在涵盖了微机底层技术和上层应用逻辑的同时，也能对铁道行业的特殊性给予足够的关注。比如，在讨论数据存储和日志记录时，它是否深入探讨了铁路运营对数据追溯的极高要求？在谈及人机交互界面（HMI）设计时，是否强调了在紧急情况下，操作员必须能在几秒钟内准确获取关键信息并执行干预操作的界面设计原则？如果书中能够提供不同国家或地区（比如欧洲ETCS标准与国内标准）在微机监控技术应用上的对比分析，哪怕只是浅尝辄止，都将极大拓宽读者的视野，让他们认识到技术标准的国际化趋势。总之，我期待它是一本既能扎实打下基础，又能引领读者探索行业未来发展方向的工具书。

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