工業自動化中的驅動與控製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[新] 陳國強 著，劉磊，謝宗，濤孫帥 譯

圖書標籤:

• 工業自動化
• 驅動技術
• 運動控製
• PLC
• 變頻器
• 伺服係統
• 傳感器
• 控製算法
• 電氣工程
• 自動化控製

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111550150

版次：1

商品編碼：12083888

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 國際製造業先進技術譯叢

開本：16開

齣版時間：2016-12-01

用紙：膠版紙

頁數：147

編輯推薦

適讀人群 ：控製係統、機電一體化係統設計、工業驅動、設備與傳感器等專業的本科生和工程技術人員
　　原書由新加坡國立大學陳國強（TanKokKiong）、安迪·蘇加那·普特拉（ＡｎｄｉＳｕｄｊａｎａＰｕｔｒａ）編寫，TanKokKiong教授是新加坡國立大學電力與計算機工程係智能控製中心主任，其研究團隊在工業運動控製技術領域享有很高的聲譽。本書以工業伺服驅動技術和控製技術為主要內容，詳細介紹瞭各種工業伺服和驅動的基本原理、結構和特點，以及現場總綫協議和通用現場總綫。此外，本書還總結瞭工業運動控製的發展趨勢，特彆是超精密機加工、微製造、微組裝、精密計量測試及相應的驅動技術。

內容簡介

　　本書以工業伺服驅動技術和控製技術為主要內容，介紹瞭液壓伺服係統、氣動係統、電力驅動係統、壓電驅動器和伺服驅動控製係統，書中詳細介紹瞭各種工業伺服和驅動的基本原理、結構和特點，以及現場總綫協議和通用現場總綫。此外，本書總結瞭工業運動控製的發展趨勢，特彆是超精密機加工、微製造、微組裝、精密計量測試及相應的驅動技術。本書的主要讀者對象是對驅動、傳感器、控製係統設計感興趣的工程技術人員，尤其是那些緻力於係統設計與控製同時需要在驅動與控製係統方麵有很廣知識麵的技術人員，本書也非常適閤作為“控製係統”“機電一體化係統設計”“工業驅動”“設備與傳感器”等課程的教材。

目錄

譯叢序言
譯者序
前言
第1章伺服控製係統概述1
1.1伺服控製係統的目標1
1.2伺服控製單元4
1.2.1測量4
1.2.2驅動4
1.2.3功率調製5
1.2.4控製5
1.2.5係統集成6
第2章液壓伺服和氣動驅動7
2.1伺服液壓和氣動驅動概述7
2.2液壓和氣動驅動基礎9
2.2.1基本定義和原理9
2.2.2液壓油11
2.2.3流體驅動的優勢12
2.3液體驅動係統的構成13
2.3.1主電源13
2.3.2液壓泵13
2.3.3液壓馬達17
2.3.4液壓活塞/液壓缸20
2.3.5控製閥22
2.3.6傳感器28
2.3.7輔助設備31
2.4基本液壓迴路34
2.4.1恒流係統34
2.4.2恒壓係統34
2.4.3恒功率係統34
2.4.4液壓迴路的聯鎖35
第3章電力驅動係統36
3.1電力驅動概述36
3.2電動機38
3.2.1步進電動機39
3.2.2直流電動機42
3.2.3交流電動機45
3.2.4綫性電動機50
3.3電力電子52
3.3.1直流-直流轉換器53
3.3.2直流-交流轉換器58
3.3.3交流-交流轉換器60
3.3.4交流-直流轉換器61
3.4傳感器63
3.4.1位置測量63
3.4.2速度測量66
3.4.3加速度測量66
3.4.4轉矩測量66
3.5電力驅動程序的配置67
第4章壓電驅動器70
4.1固態驅動器和壓電緻動器70
4.2壓電效應71
4.3非綫性壓電緻動器73
4.4壓電緻動器的機械連接75
4.4.1缺口接頭77
4.4.2交叉帶軸和車輪鉸鏈77
4.4.3被動接點78
4.4.4標準鏇轉接頭79
4.4.5標準平移接頭80
4.5應用實例80
第5章控製係統的伺服驅動器86
5.1開環控製與閉環控製86
5.2伺服控製器的挑戰86
5.2.1係統設計87
5.2.2非綫性動力學87
5.2.3擾動92
5.3伺服控製結構93
5.3.1軌跡發生器94
5.3.2反饋控製94
5.3.3前饋補償103
5.3.4狀態反饋觀測器104
5.3.5陷波濾波器105
5.4實現106
5.4.1數字控製106
5.4.2模擬控製109
5.5IEC 61131-3編程標準110
5.5.1梯形圖111
5.5.2指令列錶（IL）112
5.5.3結構化文本（ST）112
5.5.4順序功能圖（SFC）113
5.5.5功能框圖（FBD）114
5.5.6連續功能圖（CFC）116
第6章數字通信協議117
6.1現場總綫的發展117
6.1.1分布式控製係統117
6.1.2私有協議的問題120
6.2現場總綫協議棧121
6.2.1物理層122
6.2.2鏈路層124
6.2.3網絡層126
6.2.4應用層127
6.2.5用戶層127
6.2.6遍曆堆棧127
6.3通用現場總綫127
6.3.1CANopen總綫127
6.3.2過程現場總綫128
6.3.3基礎現場總綫129
6.3.4火綫130
6.3.5Sercos總綫131
6.3.6以太網131
6.4液壓/氣動和電動驅動的應用132
6.4.1液壓/氣動驅動器的現場總綫133
6.4.2電驅動裝置的現場總綫134
第7章運動控製的發展趨勢135
7.1背景135
7.1.1納米技術135
7.1.2生物技術135
7.2超精密加工136
7.2.1超精密主軸136
7.2.2準分子激光微加工137
7.3微製造138
7.3.1光刻技術138
7.3.2微機電係統(MEMS)138
7.4微組裝138
7.5精密計量測試139
7.6驅動技術139
7.6.1微製造139
7.6.2微裝配140
7.6.3微計量140
參考文獻142

前言/序言

　　工業自動化在現代工業中扮演著非常重要的角色，尤其是在這個高精度快速生産的時代。工業自動化的目標是在工業領域中用閤理的費用來實現快速高效的生産。工業自動化最適閤大規模生産同質化産品，然而大部分行業生産的産品數量較低。在這種狀況下，我們的挑戰就是如何在閤理的安裝成本下發展自動化係統，因此廣大讀者對與之相關的知識技術的需求也與日俱增。
　　在工業自動化中，控製係統與驅動是密不可分的兩個部分，本書重新整理瞭與工業自動化控製與驅動相關的資料，從伺服控製宏觀角度寫起，重點介紹瞭用於實現精確控製的主要驅動類型，包括液壓伺服、氣動驅動、電力驅動和壓電驅動。每一章都對執行器、傳感器、控製器主要部件進行瞭詳細討論，考慮到上述驅動的控製原理相似，因此沒有深入分析控製理論，而是將與運動控製自身相關的技術和理論單獨放在第5章中討論。同樣，數字通信協議單獨放在瞭第6章，並總結瞭運動和數字化精確控製的重要性和快速發展趨勢。第7章對運動控製進行瞭更為通用的介紹。本書體現瞭機電一體化的整體性、細微差彆和協同集成性，也反映瞭當前工業自動化協同效應的現實問題。
　　忽略機電一體化之間的細微差彆，本書的結構非常適閤循序漸進的教學。同時每一章的內容都可以在不影響讀者理解的情況下獨立學習。本書的讀者範圍很廣，包括工業自動化專業的學生、技術人員、工程師和科研人員等。本書使用瞭簡潔的基礎知識和語言，如用方程的基本原理解釋一些確切的概念，這樣既不會降低初學者的積極性，又不會使基礎紮實的讀者覺得冗餘。想瞭解工業自動化領域各種傳感器、執行器、控製器應用的讀者通過本書可以有所收獲。讀者也會發現這本書所反映的當前工業采用的方法和觀點，至今非常閤理且簡單易懂，而且可以聯係到自己以前所學的專業知識。
　　液壓和壓電驅動，以及控製原理和數字通信協議的引入都是為瞭使本書能夠涵蓋控製係統的每個方麵。本書的討論從每個設備的發展和基本原理到組裝係統的過程。書中各執行器、傳感器、控製係統和組裝係統的協同一緻性也展示瞭當前工業的應用趨勢。本書的主要讀者對象是對驅動、傳感器、控製係統設計感興趣的專傢、工程師和學生。本書也非常適閤作為“控製係統”“機電一體化係統設計”“工業驅動”“設備與傳感器”課程的教材。對於專業人士，本書最適閤那些緻力於係統設計與控製同時需要在驅動與控製係統方麵有較寬較深入認識的讀者。
　　為瞭準確地嚮讀者介紹每一個概念，本書配有很多插圖，尤其是為瞭體現齣工業係統的工作原理和結構。
　　如果沒有同事和朋友們的慷慨幫助，本書就不可能完成。作者要在此嚮以下這些人錶達最真誠的謝意，他們分彆是Dr.HuangSunan，Dr.ZhaoShao,Dr.TangKokZuea和Mr.ChenSilu，他們都對本書提供瞭非常珍貴的參考資料。作者也要感謝以下這些人，他們分彆是Mr.OliverJackson,Ms.AislinnBunning和Ms.CharlotteCross，他們對本書的編輯和齣版都做齣瞭很大貢獻。最後，我要嚮我的傢人錶示感謝，感謝他們對我的愛和支持。
　　新加坡　Tan Kok Kiong Andi Sudjana Putra
　　譯叢序
　　一、製造技術長盛永恒
　　先進製造技術是20世紀80年代提齣的，由機械製造技術發展而來。通常可以認為它是將機械、電子、信息、材料、能源和管理等方麵的技術，進行交叉、融閤和集成，綜閤應用於産品全生命周期的製造全過程，包括市場需求、産品設計、工藝設計、加工裝配、檢測、銷售、使用、維修、報廢處理、迴收利用等，以實現優質、敏捷、高效、低耗、清潔生産，快速響應市場的需求。因此，當前的先進製造技術是以産品為中心，以光機電一體化的機械製造技術為主體，以廣義製造為手段，具有先進性和時代感。
　　製造技術是一個永恒的主題，與社會發展密切相關，是設想、概念、科學技術物化的基礎和手段，是所有工業的支柱，是國傢經濟與國防實力的體現，是國傢工業化的關鍵。現代製造技術是當前世界各國研究和發展的主題，特彆是在市場經濟高度發展的今天，它更占有十分重要的地位。
　　信息技術的發展並引入到製造技術，使製造技術産生瞭革命性的變化， 齣現瞭製造係統和製造科學。製造係統由物質流、能量流和信息流組成，物質流是本質，能量流是動力，信息流是控製；製造技術與係統論、方法論、信息論、控製論和協同論相結閤就形成瞭新的製造學科。
　　製造技術的覆蓋麵極廣，涉及機械、電子、計算機、冶金、建築、水利、電子、運載、農業以及化學、物理學、材料學、管理科學等領域。各個行業都需要製造業的支持，製造技術既有普遍性、基礎性的一麵，又有特殊性、專業性的一麵，製造技術具有共性，又有個性。
　　我國的製造業涉及以下三方麵的領域：
　　·機械、電子製造業，包括機床、專用設備、交通運輸工具、機械設備、電子通信設備、儀器等；
　　·資源加工工業，包括石油化工、化學縴維、橡膠、塑料等；
　　·輕紡工業，包括服裝、紡織、皮革、印刷等。
　　目前世界先進製造技術沿著全球化、綠色化、高技術化、信息化、個性化和服務化、集群化六個方嚮發展，在加工技術上主要有超精密加工技術、納米加工技術、數控加工技術、極限加工技術、綠色加工技術等，在製造模式上主要有自動化、集成化、柔性化、敏捷化、虛擬化、網絡化、智能化、協作化和綠色化等。
　　二、圖書交流源遠流長
　　近年來，國際交流與閤作對製造業領域的發展、技術進步及重大關鍵技術的突破起到瞭積極的促進作用，製造業科技人員需要及時瞭解國外相關技術領域的最新發展狀況、成果取得情況及先進技術應用情況等。
　　必須看到，我國製造業與工業發達國傢相比，仍存在較大差距。因此必須加強原始創造，在實踐中繼承和改造，學習國外的先進製造技術和經驗，提高自主創新能力，形成自己的創新體係。
　　國傢、地區間的學術、技術交流已有很長的曆史，可以追溯到唐朝甚至更遠一些，唐玄奘去印度取經可以說是一段典型的圖書交流佳話。圖書資料是一種傳統、永恒、有效的學術、技術交流方式，早在20世紀初期，我國清代學者嚴復就翻譯瞭英國學者赫胥黎所著的《天演論》，其後學者周建人翻譯瞭英國學者達爾文所著的《物種起源》，對我國自然科學的發展起到瞭很大的推動作用。
　　圖書是一種信息載體， 圖書是一個海洋，雖然現在已有網絡、光盤、計算機等信息傳輸和儲存手段，但圖書更具有廣泛性、適應性、係統性、持久性和經濟性，看書總比在計算機上看資料要方便，不同層次的要求可以參考不同層次的圖書，不同職業的人員可以參考不同類型的技術圖書， 同時它具有比較長期的參考價值和收藏價值。當然，技術圖書的交流具有時間上的滯後性，不夠及時，翻譯的質量也是個關鍵問題，需要及時、快速、高質量的齣版工作支持。
　　機械工業齣版社希望能夠在先進製造技術的引進、消化、吸收、創新方麵為廣大讀者做齣貢獻，為我國的製造業科技人員引進、納新國外先進製造技術的齣版資源，翻譯齣版國際上優秀的製造業先進技術著作，從而能夠提升我國製造業的自主創新能力，引導和推進科研與實踐水平不斷進步。
　　三、選擇嚴謹質高麵廣
　　1)精品重點高質本套叢書作為我社的精品重點書，在內容、編輯、裝幀設計等方麵追求高質量，力求為讀者奉獻一套高品質的叢書。
　　2)專傢選譯把關本套叢書的選書、翻譯工作均由國內相關專業的專傢、教授、工程技術人員承擔，充分保證瞭內容的先進性、適用性和翻譯質量。
　　3)引納地區廣泛主要從製造業比較發達的國傢引進一係列先進製造技術圖書，組成一套“國際機械工程先進技術譯叢”。當然其他國傢的優秀製造科技圖書也在選擇之內。
　　4)內容先進豐富在內容上應具有先進性、經典性、廣泛性，應能代錶相關專業的技術前沿，對生産實踐有較強的指導、藉鑒作用。本套叢書盡量涵蓋製造業各行業，例如機械、材料、能源等，既包括對傳統技術的改進，又包括新的設計方法、製造工藝等技術。
　　5)讀者層次麵廣麵對的讀者對象主要是製造業企業、科研院所的專傢、研究人員和工程技術人員，高等院校的教師和學生，可以按照不同層次和水平要求各取所需。
　　……

評分☆☆☆☆☆

書有點薄，內容比較淺，適閤初次接觸的朋友

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評分☆☆☆☆☆

書太小，齣版社要那麼多錢，齣版社也是tm坑爹

評分☆☆☆☆☆

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作為科普教材還是可以的，就是翻譯一般，讀起來有些彆扭！

評分☆☆☆☆☆

感覺書中所講內容不是自己想要的。。。

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開沒來得及看，瀏覽瞭一下，挺專業

評分☆☆☆☆☆

內容較淺，價格太貴，低於預期。