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黄志坚 著

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• 电气控制
• 伺服系统
• 电机控制
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• 工业控制
• 控制工程
• 电力电子
• 运动控制
• 嵌入式系统
• 控制技术

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512392649

版次：1

商品编码：12244349

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

页数：298

字数：453000

内容简介

《电气伺服控制技术及应用》结合大量典型实例，系统介绍现代电气伺服控制系统结构原理，以及设计计算、选型、试验、使用、安装调试、维护修理、技术改进的理论与方法。《电气伺服控制技术及应用》力求简明实用，能够反映本技术领域国内研究与应用的现状，实例涵盖多个工业门类，对广大读者有直接的参考借鉴作用。本书共分4章，第1章是电气伺服控制概述，第2、3、4章分别介绍步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机及其控制系统的相关理论及应用。

目录

前言
1 电气伺服控制技术概述
1.1 电气伺服控制系统原理及组成
1.2 电气伺服控制技术基本要求和特点
1.2.1 电气伺服控制基本要求
1.2.2 电气伺服控制执行元件主要性能特点
1.3 伺服系统分类
1.3.1 按被控量参数特性分类
1.3.2 按驱动元件的类型分类
1.3.3 按控制原理分类
1.3.4 按反馈比较控制方式分类
1.4 电气伺服控制技术发展趋势

2 步进电动机伺服控制技术及应用
2.1 步进电动机及伺服控制技术概述
2.1.1 步进电动机的工作原理
2.1.2 步进电动机的分类及型号命名
2.1.3 步进电动机的运行特性
2.2 步进电动机驱动技术及应用
2.2.1 步进电动机驱动技术概述
2.2.2 二相混合式步进电动机驱动器
2.2.3 5相混合式步进电动机驱动器
2.2.4 反应式步进电动机驱动器
2.2.5 步进电动机可变细分驱动控制器
2.3 步进电动机控制技术及应用
2.3.1 步进电动机控制技术概述
2.3.2 步进电动机加减速控制器
2.3.3 数控步进电动机的正反转控制
2.3.4 三相混合式步进电动机SPWM控制技术
2.3.5 基于虚拟仪器的步进电动机控制系统
2.3.6 基于DSP的步进电动机控制系统
2.3.7 基于单片机的步进电动机控制系统
2.3.8 基于PLC和触摸屏的步进电动机控制系统
2.3.9 基于CAN总线的步进电动机控制系统
2.3.10 基于ARM7的步进电动机升降速曲线控制系统
2.3.11 基于FPGA的步进电动机多轴联动控制系统
2.4 步进电动机及伺服系统设计与计算
2.4.1 步进电动机的选型与计算概述
2.4.2 步进电动机主要技术参数
2.4.3 升降台铣床数控改造设计及步进电动机的选择计算
2.4.4 数控机床中步进电动机的选用
2.4.5 基于STM32F103的贴片机控制系统的设计
2.5 步进电动机及控制系统的使用与维修
2.5.1 步进电动机的故障分析
2.5.2 CAK6150数控车床驱动板的维修
2.5.3 电火花线切割机步进电动机失步等故障的检修

3 直流伺服控制技术及应用
3.1 直流伺服电动机概述
3.1.1 直流伺服电动机的特点
3.1.2 直流伺服电动机的工作原理
3.2 直流伺服电动机的驱动与控制
3.2.1 直流伺服电动机驱动概述
3.2.2 直流伺服电动机控制及其特性
3.2.3 PWM在直流伺服系统中的应用
3.2.4 运用PWM技术控制直流电动机转速
3.2.5 TMS320C2812在直流伺服控制中的应用
3.3 直流伺服电动机及系统的设计与应用
3.3.1 直流伺服电动机应用与选择概述
3.3.2 部分直流伺服电动机的主要技术数据
3.3.3 SG1731D在机床直流伺服随动系统中的应用
3.3.4 基于PC＋PCI的直流伺服系统测试平台
3.3.5 基于DSP的雕刻机用直流伺服控制器
3.3.6 低成本直流伺服电动机调速系统
3.3.7 大功率直流电动机速度伺服系统的设计
3.4 直流伺服电动机及系统的使用与维修
3.4.1 电动机发热故障分析及解决
3.4.2 伺服系统中检测器件常见故障与维修
3.5 无刷直流电动机控制系统及应用
3.5.1 永磁无刷直流电动机的结构及工作原理
3.5.2 无刷直流电动机的运行特性
3.5.3 无刷直流电动机驱动控制
3.5.4 三相无刷直流伺服电动机控制系统在石油钻井的应用
3.5.5 空心绕组无刷直流电动机在精密定位控制系统中的应用
3.5.6 高压断路器永磁无刷直流电动机机构伺服控制系统
3.5.7 基于CAN总线的小型飞行器伺服系统

4 交流伺服控制技术及应用
4.1 交流伺服控制技术概述
4.1.1 交流伺服电动机及控制技术的发展
4.1.2 同步电动机与异步电动机
4.1.3 模拟式交流伺服系统与数字式交流伺服系统
4.2 交流异步伺服电动机
4.2.1 交流异步伺服电动机基本结构
4.2.2 交流异步伺服电动机工作原理
4.2.3 两相绕组产生的圆形旋转磁场
4.2.4 椭圆形旋转磁场
4.2.5 控制方式
4.2.6 稳态特性
4.3 交流同步伺服电动机
4.3.1 永磁同步电动机的结构与工作原理
4.3.2 磁阻式同步电动机的结构与工作原理
4.3.3 磁滞同步电动机的结构与工作原理
4.4 交流伺服电动机的驱动与控制技术应用
4.4.1 基于IRMCK201芯片的交流伺服控制系统
4.4.2 基于PCI总线的全闭环交流伺服控制系统
4.4.3 大功率PMSM伺服系统
4.4.4 基于DSP的全数字交流伺服驱动器
4.4.5 基于DSP的交流伺服系统与CAN总线的通信
4.4.6 基于PLC伺服驱动的位置控制系统
4.4.7 触摸屏与PLC组成的伺服电动机控制系统
4.4.8 基于DeviceNet协议的CAN总线交流伺服系统接口
4.4.9 基于PROFIBUSDP总线的交流伺服与变频系统
4.5 交流伺服控制系统的设计与计算
4.5.1 交流伺服电动机的设计计算及选择概述
4.5.2 交流伺服电动机的主要技术参数
4.5.3 机床进给系统数控化改造的设计及计算
4.5.4 TH6363卧式加工中心伺服进给系统设计与分析
4.5.5 数控冲床送料机构交流伺服电动机设计与分析
4.5.6 交流伺服同步驱动拉床控制系统的设计
4.6 交流伺服控制应用典型实例
4.6.1 用PLC伺服装置改造插齿机床控制系统
4.6.2 FANUC系统扭矩控制功能在数控曲轴磨床中的应用
4.6.3 基于PLC控制的高精度交流伺服定剪系统
4.6.4 织机电子送经与卷取伺服驱动技术系统
4.6.5 地面雷达全数字模块化伺服系统
4.6.6 CINRAD／SA型天气雷达数字交流伺服系统及调试和维修
4.7 交流伺服电动机及系统的使用与维修
4.7.1 FANUC αi系列主轴伺服驱动系统故障诊断与维修
4.7.2 数控机床交流伺服系统参数不匹配故障及消除方法
4.7.3 交流伺服电动机振动故障分析与解决
4.7.4 三菱交流伺服主轴电动机飞车故障的维修
参考文献

机械动力学的深层探索：从理论到实践的桥梁 本书是一部关于机械动力学领域精深研究的著作，旨在为读者构建起一个全面而系统的知识体系，深入剖析机械系统在运动、力与能量相互作用下的内在规律，并指导读者如何将这些理论知识有效地应用于实际工程问题之中。 一、 理论基石：构建严谨的分析框架 本书的理论部分，将从最基本的机械运动学原理入手，逐步深入到动力学分析的核心。 运动学基础： 我们将从描述物体运动状态的 kinematic variables（位置、速度、加速度）出发，详细讲解直线运动、圆周运动及其复合运动的几何特性。读者将学习如何通过位移、速度、加速度的矢量描述，精确刻画物体的运动轨迹。在此基础上，本书将重点阐述刚体运动的描述，包括平移和转动，以及它们在三维空间中的表达方式，例如欧拉角、四元数等，为后续的动力学分析奠定坚实基础。 动力学原理： 运动学描述了“如何”运动，而动力学则探究“为什么”运动。本书将系统介绍牛顿第二定律（F=ma）在机械系统中的应用，引导读者理解惯性力、科里奥利力、离心力等概念，以及它们如何影响物体的运动状态。对于更复杂的系统，例如含有多个相互作用的刚体组成的系统，本书将引入达朗贝尔原理，将动力学问题转化为准静态问题，从而简化分析过程。拉格朗日方程（Lagrangian Mechanics）和哈密顿方程（Hamiltonian Mechanics）作为分析力学的重要工具，也将被详细阐述。我们将展示如何通过能量的观点，构建描述系统动力学行为的微分方程，这对于处理约束、非完整系统具有不可替代的优势。 振动理论： 机械系统普遍存在振动现象，理解和控制振动是机械设计中的关键环节。本书将从单自由度系统的自由振动和受迫振动开始，深入分析阻尼、共振等现象，并介绍求解振动方程的各种方法。随后，我们将拓展到多自由度系统的振动分析，讲解模态分析（Modal Analysis）的核心概念，包括固有频率和振型，以及如何通过耦合振动来理解复杂系统的振动特性。本书还将涉及非线性振动，探讨奇异吸引子、混沌等前沿课题。 连续介质力学入门： 对于一些涉及变形和应力应变分析的机械问题，本书将提供连续介质力学的基础知识。读者将接触到应力张量（Stress Tensor）和应变张量（Strain Tensor）的概念，理解材料内部的应力分布和变形情况。弹性力学（Elasticity）和塑性力学（Plasticity）的基本原理也将被介绍，为分析材料的受力行为提供理论支撑。 二、 应用实践：解决工程中的复杂难题 理论的最终目的是为了指导实践。本书的实践部分，将紧密结合理论知识，引导读者解决一系列具有代表性的工程问题。 机械系统建模与仿真： 现实中的机械系统往往复杂且难以直接分析。本书将教授读者如何根据实际的物理结构和运动规律，建立数学模型。我们将介绍数值仿真技术，例如使用有限元方法（Finite Element Method, FEM）来分析复杂结构的应力、应变和振动响应。读者将学习如何利用MATLAB/Simulink、ADAMS等专业软件进行动态仿真，验证理论分析结果，并优化设计方案。 振动分析与控制： 针对工程中常见的振动问题，本书将提供具体的分析和控制策略。例如，如何通过改变结构的质量、刚度、阻尼来调整系统的固有频率，避免共振；如何设计有效的隔振器和减振器来降低机械设备的振动传递。本书还将探讨主动振动控制（Active Vibration Control）的基本原理和方法。 多体系统动力学分析： 许多实际机械系统，如机器人、车辆、航空航天器，都由多个相互连接的刚体或柔体组成，构成复杂的多体系统。本书将深入讲解多体系统动力学建模的方法，例如基于拉格朗日方程或牛顿-欧拉法的建模，并结合数值仿真工具，分析这些系统的整体运动行为，评估其稳定性和性能。 可靠性与耐久性分析： 机械系统的长期稳定运行是工程设计的关键考量。本书将探讨如何运用动力学分析来预测机械系统的疲劳寿命和可靠性。我们将介绍应力集中的影响、断裂力学（Fracture Mechanics）的基本概念，以及如何通过动力学仿真来评估载荷变化对部件寿命的影响。 新型机械结构设计优化： 借助强大的动力学分析工具，读者将能够更有效地进行机械结构的设计优化。本书将展示如何通过参数化建模和优化算法，在满足性能要求的前提下，实现轻量化、高强度、低能耗等目标。例如，在航空航天领域，通过精密的动力学分析，可以设计出更轻便、更高效的飞行器结构。 三、 读者对象 本书适用于高等院校机械工程、自动化、航空航天、材料科学等相关专业的本科生、研究生，以及从事机械设计、动力学分析、振动控制、仿真技术等工作的工程师和科研人员。 本书力求将抽象的理论概念与生动的工程实例相结合，通过清晰的逻辑、严谨的推导和丰富的图示，帮助读者深入理解机械动力学的精髓，掌握分析和解决复杂机械工程问题的能力，从而在不断发展的工程技术领域中，游刃有余地应对挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的启示，远远超出了电气工程的范畴。它让我看到了“控制”的力量，以及如何通过智慧的设计和精密的执行，来驾驭复杂的系统。书中关于“模型预测控制”的讲解，尤其让我着迷，它能够通过预测未来的系统行为，提前做出最优的控制决策，这简直是“未雨绸缪”的工程化体现。我尝试将这种思维方式应用到我的学习和工作中，如何预判可能出现的问题，如何提前做好准备，从而更加高效地达成目标。我对于书中关于“鲁棒性设计”的强调也印象深刻，一个优秀的伺服系统，不仅要在理想条件下表现出色，更要在各种不利的工况下依然能够稳定运行，这让我联想到生活中的许多“韧性”和“适应性”的重要性。这本书让我对“工程”有了更深刻的理解，它不仅仅是技术的堆砌，更是一种对问题的深刻洞察，对解决方案的持续优化，以及对最终目标的坚定追求。我开始更加关注那些能够带来变革性创新的技术，而伺服控制技术无疑是其中的重要驱动力。

评分☆☆☆☆☆

这本关于“电气伺服控制技术及应用”的书，对我而言，就像是一次对“精确”的深度探索之旅。我一直对那些能够实现毫秒级精度控制的设备感到好奇，而这本书则为我揭示了背后的秘密。书中关于“反馈控制”的原理，以及如何通过不断地测量和调整来达到目标值，让我深刻理解了“精益求精”的含义。我尤其欣赏作者对“误差分析”的详细阐述，如何识别误差的来源，如何减小误差，以及如何容忍一定范围内的误差，这让我意识到，在追求极致精确的过程中，也需要有对现实的认知和适度的妥协。书中的一些仿真案例，让我得以直观地看到不同控制策略在实际运行中的表现，那种如同“舞蹈”般流畅的电机运动曲线，让我对工程之美有了新的认识。我开始关注身边那些需要精确控制的设备，比如无人机、精密测量仪器，甚至一些高端的打印机，它们都在不同程度上应用了伺服控制技术。这本书让我明白，精确不仅仅是数字上的吻合，更是一种能力的体现，一种对复杂环境的深刻理解和对系统行为的精准把握。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受是，它提供了一个看待世界的新视角。我过去总觉得，很多自动化设备和智能系统是“神奇”存在的，它们能够精准地完成各种任务，但我从未深入思考过其背后的原理。然而，当我开始阅读这本书，并尝试去理解其中的概念时，我才意识到，这一切并非魔法，而是源于一套严谨的科学体系。书中关于“伺服”的定义，以及它在现代工业中的不可或缺性，彻底颠覆了我之前的认知。我开始关注身边的各种自动化设备，比如智能电梯、无人驾驶汽车（当然，这更多是其控制系统的一部分），甚至家里的智能家居产品，都在某种程度上应用了类似的控制原理。作者在书中详细阐述的关于模型建立、参数整定、以及系统优化等环节，让我看到了一个完整的工程设计流程。这些流程不仅仅局限于电气领域，更可以延伸到其他任何需要精确控制的系统中。我特别喜欢作者对于“鲁棒性”的强调，如何在不确定和干扰的环境下，依然保持系统的稳定和精确，这让我联想到生活中的许多挑战，如何在不确定的因素中保持自我，做出最佳决策。这种将工程原理与现实世界联系起来的思考方式，极大地拓展了我的思维边界。我不再仅仅满足于表面的观察，而是开始追问“为什么”和“如何”，试图去理解那些看不见的“控制”力量。

评分☆☆☆☆☆

一本关于“伺服控制”的书，却给我带来了关于“系统性思维”的全新体验。我从中学习到的，不仅仅是如何控制一个电机，更是如何去理解一个复杂系统的整体运作。书中关于“多变量控制”的讲解，让我看到了如何协调和优化多个相互关联的变量，以达到全局最优。这让我联想到许多社会系统和经济系统，它们同样是复杂的，但其背后的控制逻辑，或许也能从伺服控制的原理中找到启示。我尤其欣赏作者对“非线性系统”的分析，以及如何利用各种先进的控制方法来处理这些难以精确建模的系统。这让我意识到，在现实世界中，很多问题都是非线性的，而寻找有效的解决方案，往往需要突破传统的思维模式。这本书让我更加审慎地看待“简化模型”的重要性，以及如何在一个简化的模型基础上，进行有效的分析和设计。我开始更加关注那些能够将复杂的现实世界抽象化，并进行有效管理的学科，而伺服控制正是其中的一个杰出代表。

评分☆☆☆☆☆

一本关于复杂工程原理的书，打开它，我就像是走进了一个由精密齿轮、脉冲信号和不可思议的速度构成的奇妙世界。尽管书名直指“电气伺服控制技术及应用”，但我对其中描绘的系统运作原理，比如如何通过反馈回路微调电机转速，始终怀揣着一丝敬畏。那些关于PID控制器、模糊逻辑、甚至更前沿的神经网络在伺服系统中的应用，不仅仅是枯燥的公式和图表，它们更像是连接了理论与实践的桥梁，让我得以窥见那些曾经遥不可及的自动化场景。我常常会想象，在那些高度智能化的生产线上，正是这些技术在幕后默默工作，以毫秒级的精度完成着繁复的指令。书中的案例分析，更是将理论知识具象化，从工业机器人的精准抓取，到航空航天的姿态调整，再到医疗器械的微创手术，每一个细节都让我惊叹于人类智慧的结晶。尤其令我着迷的是，作者似乎总能在最关键的地方，用一种极具条理但又不失生动的方式，剖析一个看似庞大复杂的系统是如何被拆解、理解并最终被精确控制的。我并非电气工程的专业人士，但每一次翻阅，都能在其中找到新的启发，或许是关于系统稳定性分析的思考，或许是对未来智能化趋势的预判，亦或是对能源效率优化的探讨。这种跨领域的学习体验，让我对“控制”二字有了更深层次的理解，它不再仅仅是物理意义上的约束，更是一种智慧的引导和最优化的追求。这本书就像一位耐心的导师，它不会直接给出答案，而是引导我一步步去探索、去思考，最终让我能够触碰到那些隐藏在技术背后的深刻逻辑。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的叙事方式相当独特，它没有采用那种教科书式的枯燥讲解，而是像一位资深工程师在娓娓道来，分享他多年的实践经验和独到见解。虽然我对于“电气伺服控制”本身了解不多，但书中那些关于系统设计、调试以及故障排除的章节，却能引起我极大的兴趣。它深入浅出地介绍了如何从需求出发，逐步构建起一个可靠且高效的控制系统，其中的权衡、取舍以及对细节的关注，都体现了作者深厚的功底。我尤其欣赏书中对不同控制算法的比较分析，作者并没有简单地罗列公式，而是深入探讨了它们各自的优缺点，以及在何种场景下选择何种算法更为合适。这种接地气的讲解方式，让我感觉自己仿佛置身于一个真实的工程项目现场，与作者一同经历从概念到落地的全过程。书中那些关于性能指标的阐述，比如响应速度、精度、稳定裕度等，虽然专业性极强，但作者却能用相对易懂的语言将其解释清楚，并举出实际的例子来说明这些指标的重要性。这让我深刻地认识到，一个看似简单的“控制”背后，蕴含着多少精密的计算和反复的优化。我常常会反复阅读书中的某个章节，试图理解作者是如何在复杂的工程问题中找到关键突破口的，这种学习过程本身就是一种巨大的收获。它不仅提升了我对复杂系统构建的认知，更让我体会到了工程实践中那种严谨、求实、不断超越的精神。

评分☆☆☆☆☆

深入钻研这本书，我仿佛打开了一扇通往“精密之美”的大门。那些关于电机模型、驱动电路、编码器反馈以及各种传感器原理的讲解，让我看到了工程设计中对每一个细节的极致追求。书中对于电机动态特性的分析，以及如何通过精确的控制策略来优化其性能，让我惊叹于微秒级的精度是如何被实现的。我并非专业的电气工程师，但作者通过大量的图示和深入浅出的文字，让我能够大致理解这些复杂的技术概念。我特别关注了书中关于“动态性能指标”的章节，例如瞬态响应、稳态误差等，这些看似抽象的参数，却是衡量一个伺服系统优劣的关键。我尝试将这些概念运用到对一些现有设备性能的评估中，发现理解这些指标，能够帮助我更客观地评价一个系统的性能表现。书中的一些案例分析，比如如何在一个复杂的机械臂系统中实现协同控制，让我看到了多个伺服系统如何协同工作，共同完成一个宏大的任务。这不仅仅是技术的堆砌，更是系统集成和优化的艺术。我常常会花很长时间去琢磨书中的一个图表，试图从中解读出更多的信息，去理解作者是如何通过简洁的图形来表达复杂的设计思路。这本书让我对“精密”有了全新的认识，它不仅仅是指物理上的精确，更是一种思维上的严谨和对细节的极致把控。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于“工程艺术”的赞歌。它让我看到了，在冰冷的数字和复杂的公式背后，隐藏着人类的智慧和创造力。书中关于“最优控制”的探讨，以及如何找到在给定约束条件下的最佳控制策略，让我对“效率”和“性能”有了更深刻的理解。我特别喜欢作者在描述一些复杂控制算法时，所采用的类比和比喻，它们能够帮助我跨越技术壁垒，更直观地理解这些抽象的概念。我尝试将书中关于“动态性能指标”的理解，应用到对一些自动化设备性能的评估中，发现自己能够更准确地判断一个系统的优劣。这本书让我看到了，即使是最基础的“电气伺服控制”，也蕴含着深奥的理论和精妙的设计。它让我对那些默默工作在幕后，却支撑着现代工业和科技发展的技术，充满了敬意。我开始更加关注那些能够将理论知识转化为实际应用，并带来巨大社会价值的领域，而伺服控制技术无疑是其中的重要力量。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对“智能化”的理解又上升了一个层次。过去我可能仅仅认为智能化就是机器能够自主学习和决策，但这本书让我看到了，在这背后，强大的“电气伺服控制技术”是基础和支撑。书中对于人工智能算法在伺服系统中的应用，例如强化学习在路径规划和姿态控制中的应用，让我看到了技术融合的巨大潜力。我开始思考，那些科幻电影中描绘的智能机器人，其流畅的动作和精准的反应，很大程度上正是得益于先进的伺服控制技术。作者在书中对于“自适应控制”和“预测控制”的介绍，更是让我看到了系统在面对未知和变化时，如何能够主动地调整自身，以达到最优状态。这不仅是技术上的突破，更是思维上的革新。我尝试将这些概念与我所了解的机器学习和人工智能理论联系起来，发现它们之间有着天然的契合点。书中的案例分析，比如在智能制造中的应用，让我看到了如何通过伺服控制实现柔性生产和个性化定制。这种从理论到应用的全面展示，让我对未来的工业发展充满了期待。我开始更加关注那些在幕后默默工作，但却驱动着整个智能化革命的技术，而电气伺服控制无疑是其中至关重要的一环。

评分☆☆☆☆☆

这本书并非只是技术参数的堆砌，它更像是一部关于“工程智慧”的百科全书。我从中学习到的，不仅仅是关于电气伺服控制的知识，更是如何去分析问题、解决问题的方法论。作者在书中对于“系统建模”的细致讲解，让我意识到，任何复杂系统的控制，都离不开一个准确的模型作为基础。这个模型可能不完美，但它却是理解系统行为、设计控制策略的出发点。我特别喜欢书中关于“稳定性分析”的部分，如何判断一个系统是否稳定，以及如何通过调整参数来提高系统的稳定性，这让我联想到许多生活中的决策，如何评估风险，如何做出稳健的选择。书中的“干扰抑制”章节，也给我留下了深刻的印象，在现实世界中，总是存在各种各样的干扰，而一个好的控制系统，就是要能够有效地抵抗这些干扰，保持其预期的性能。我尝试将这种分析思路运用到其他领域，比如经济学中的市场波动，或者社会学中的群体行为，都能找到类似的“干扰”和“控制”的逻辑。这本书教会我，要学会用系统化的思维去看待问题，从整体出发，关注细节，并不断寻求最优解。