具体描述
《传感器与自动检测技术实验实训教程》为普通高等教育实验实训规划教材。《传感器与自动检测技术实验实训教程》分为两篇，共十五章，内容涉及传感元件的原理及特性，工业参数测量仪表的原理、特性以及选型、安装、维护的基本方法，并围绕上述内容设计相关的验证性实验、综合实训项目和拓展性实训项目。《传感器与自动检测技术实验实训教程》内容全面，深入浅出，图文并茂，通俗易懂，可操作性强。
《传感器与自动检测技术实验实训教程》可作为高职院校的工业自动化、应用电子和机电一体化等专业以及与工业过程控制有关的各种工科类专业的实验实训教材，同时也可供高等院校自动化类专业选用，还可作为业务岗位培训和工程技术人员的参考用书。
现代控制系统设计与仿真技术实践指南 图书导览：深入理解与应用现代控制理论的基石 本书籍旨在为读者提供一套全面、深入且高度实践性的现代控制系统设计与仿真技术学习路径。我们摒弃了纯粹的理论堆砌，而是聚焦于如何将抽象的数学模型转化为实际可操作的工程解决方案。全书结构严谨，内容涵盖了从经典控制理论的复习与深化，到先进的现代控制理论及其在复杂系统中的应用，并辅以大量基于主流仿真软件（如MATLAB/Simulink）的实战案例。 第一部分：经典控制理论的重塑与强化 本部分是理解现代控制系统的基石。我们首先对传统的频率响应法、根轨迹法进行系统的回顾，但重点在于挖掘这些方法的局限性，并为向现代控制理论过渡做铺垫。 系统时域分析与建模的精进： 详细讲解了状态空间法的推导过程，包括如何将高阶常微分方程转化为规范化的状态空间模型。重点剖析了线性定常系统（LTI）的时域响应特性，如超调量、调节时间、稳态误差的精确计算与设计目标的确立。 传递函数到状态空间的转换技术： 提供了卡农（Companion）形式、约旦（Jordan）标准型等多种经典模型转换方法，并探讨了在数值计算中保持模型稳定性的实用技巧。 频域分析的深度拓展： 不仅仅停留在波特图和奈奎斯特图的绘制，而是深入探讨了这些图线在裕度分析（相位裕度和增益裕度）中的实际工程意义，以及如何根据频率特性来预估系统的瞬态行为。 第二部分：现代控制理论的核心要素 本部分是本书的重点，它标志着从依赖于输入输出特性的经典方法向基于系统内部动态描述的现代方法的转变。 状态空间表示法的全面解析： 系统地阐述了状态转移矩阵的求解方法，包括利用拉普拉斯逆变换法、矩阵指数法以及特征值分解法。重点解析了系统的能控性（Controllability）和可观测性（Observability）判据，这是后续设计的基础。对于奇异系统和时间变系统，也提供了初步的分析框架。 极点配置与状态反馈设计： 详细讲解了Ackermann公式在极点配置中的应用，并针对无法完全观测的系统，介绍了通过设计状态观测器（如Luenberger观测器）来实现全维状态反馈的方法。书中包含了如何利用矩阵的秩来判断系统是否满足极点配置的理论要求。 最优控制的引入与LQR设计： 这是连接理论与高性能控制的关键环节。我们深入探讨了性能指标函数的构建（如二次型代价函数），并详细推导了线性二次型调节器（LQR）的设计步骤。通过具体算例，展示了如何通过调整权重矩阵$Q$和$R$来平衡控制输入的能量消耗与系统性能之间的关系。 卡尔曼滤波与状态估计： 针对实际工程中传感器噪声和模型不确定性的存在，本书将卡尔曼滤波作为处理随机系统的核心工具。从离散时间卡尔曼滤波器的递归公式推导，到扩展卡尔曼滤波（EKF）在非线性系统中的初步应用，提供了详尽的步骤指导和噪声协方差矩阵的调整策略。 第三部分：非线性控制与鲁棒性设计前沿 本部分面向更复杂、更接近实际的工程问题，介绍了超越线性时不变系统（LTI）的分析与设计方法。 非线性系统的稳定性分析： 侧重于李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性理论的应用，包括直接法和间接法。书中提供了如何构造合适的李雅普诺夫函数来判断复杂非线性系统稳定性的具体技巧，而非仅仅停留在理论陈述。 滑模控制（SMC）原理与实践： 作为一种强鲁棒性的控制方法，滑模控制的等效控制力计算、滑动面的设计以及抖振现象的抑制策略被作为重点内容讲解。 鲁棒控制基础： 介绍了H无穷控制（H-$infty$ Control）的基本思想，即通过设计控制器，保证系统性能在面对外部扰动和模型不确定性时，其闭环传递函数范数满足预设的上界，从而实现系统性能的鲁棒性。 第四部分：系统仿真与工程验证 本部分强调理论到实践的转化，所有章节的理论推导均配有详细的软件仿真案例。 Simulink高级建模技巧： 详细讲解如何利用MATLAB/Simulink环境构建复杂的非线性系统模型，如何正确地使用“Function Block”、“Stateflow”来模拟逻辑切换和复杂状态。 控制器参数的自动整定： 演示了如何利用Simulink中的“Control System Designer”工具箱，结合LQR或经典PID设计工具，快速地对所设计的现代控制器进行参数优化和初步验证。 硬件在环（HIL）仿真概念的初步介绍： 讨论了在实际部署控制算法之前，如何利用仿真环境模拟部分硬件环节，以提高控制策略的可靠性。 适用对象： 本书面向对象是控制工程、自动化、机电一体化等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事工业自动化、机器人控制、航空航天控制等领域的工程师。读者应具备一定的线性代数、微积分基础，并对基础的电路与信号系统有初步了解。掌握MATLAB/Simulink基础操作将极大地提升学习效率。 本书特色： 理论与实践的高度融合： 每一核心理论模块后，均附有详细的MATLAB/Simulink仿真案例，确保读者能够亲手实现理论设计。 工程导向： 聚焦于可设计性、可实现性和鲁棒性，避免了纯理论研究中的边缘化课题。 清晰的逻辑推导： 复杂的数学公式推导过程被分解为易于理解的步骤，使读者能真正理解算法的来源。
作者简介
目录信息
前言绪论第一篇 传感器实验部分第一章 传感器的特性 第一节 传感器的静态特性 第二节 传感器的动态特性第二章 应变式传感器 第一节 概述 第二节 实验项目 实验一 传感器的静态特性 实验二 传感器的动态特性——正弦稳态响应第三章 光纤传感器 第一节 光纤的结构和传光原理 第二节 实验项目 实验一 光纤位移特性实验 实验二 光纤传感器转速测量第四章 霍尔式传感器 第一节 概述 第二节 实验项目 实验 霍尔式传感器称重实验第五章 差动变压器式传感器 第一节 概述 第二节 实验项目 实验 差动变压器位移实验第六章 压电式传感器 第一节 概述 第二节 实验项目 实验 压电式传感器振动实验第七章 电容式传感器 第一节 概述 第二节 实验项目 实验 电容式传感器振动实验第八章 电涡流式传感器 第一节 概述 第二节 实验项目 实验一 电涡流式传感器的静态标定 实验二 被测材料对电涡流式传感器特性的影响 实验三 电涡流式传感器的振幅测量 实验四 电涡流式传感器称重实验 实验五 电涡流式传感器电动机测试实验第二篇 传感与工业用参数检测仪表实训部分第九章 温度检测 第一节 概述 第二节 热电偶测温 第三节 热电阻测温 第四节 温度检测仪表的选择和安装 第五节 温度检测仪表的使用和维护 第六节 实验实训项目 实验一 热电偶的特性 实验二 热敏电阻测温 实训一 电子电位差计的校验 实训二 XCZ-101动圈式指示仪表的校验 实训三 XCZ-102动圈式指示仪表的校验 实训四 热电偶比较校验 实训五 热电偶的校验 实训六 热电阻温度计的校验 实训七 智能数显温度计的校验第十章 压力检测 第一节 概述 第二节 弹性式压力计 第三节 活塞式压力计 第四节 压力检测仪表的选择和安装 第五节 压力检测仪表的使用和维护 第六节 实训项目 实训一 压力表的校验 实训二 压力变送器的校验 实训三 压力开关的校验第十一章 差压流量测量 第一节 概述 第二节 标准节流装置 第三节 差压式流量计的安装 第四节 实训项目 实训 3151型智能差压变送器的校验第十二章 静压式液位测量 第一节 原理 第二节 汽包水位测量 第三节 水位取源部件的安装第十三章 氧化锆氧量计 第一节 概述 第二节 DH-6型氧化锆氧分析器 第三节 实训项目 实训 氧量分析仪的工作原理认识和使用第十四章 机械量测量 第一节 DRYB-B型应变式力传感器 第二节 DRHYF-B型光电转速传感器 第三节 DRZS-B型噪声传感器 第四节 DRJSD-B型振动加速度传感器 第五节 DRSD-B型振动速度传感器 第六节 DRCD-B型无源磁电式转速传感器 第七节 DRDWL-B型电涡流式传感器 第八节 实训项目 实训一 转子实验台底座振动测量 实训二 转子实验台转速测量 实训三 转子轴心轨迹测量 实训四 刚性转子动平衡测量 实训五 噪声测量第十五章 拓展实训项目附录 附录一 CSY传感器系统实验仪 附录二 螺旋测微器 附录三 标准热电偶、热电阻分度表 附录四 电位差计的测量原理及使用方法 附录五 375型现场通信器(HART手操器) 附录六 常用氧化锆浓差电动势对照表参考文献
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