精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王興鬆 著
圖書標籤:
  • 精密機械
  • 運動控製
  • 係統
  • 自動化
  • 電機
  • 傳感器
  • 控製係統
  • 高等教育
  • 規劃教材
  • 機械工程
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030252104
版次:1
商品編碼:12226170
包裝:平裝
叢書名: 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材
開本:16開
齣版時間:2009-08-01
用紙:膠版紙
頁數:258
字數:325000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》針對機械類專業運動控製課程教學和實踐需要,重點介紹瞭機械運動控製係統的組成原理和具體應用實例。
  《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》共11章,內容包括運動控製係統的機械結構、測量傳感器、運動控製係統的建模與分析、步進電機運動控製、直流伺服電機運動控製、交流伺服電機運動控製、微位移運動控製等基礎知識,還介紹瞭數控機床進給運動控製係統和機器人運動控製係統。
  《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》內容強調整體建模分析,重視自動化裝備運動控製係統的整體設計,在閤理介紹基礎知識的同時,將多軸聯動數控機床、原子力顯微鏡微位移運動控製、智能儀器設計、移動機器人運動控製係統設計、運動係統非綫性處理等前沿技術也融閤在相關章節作瞭較深入的介紹。
  《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》針對機械類專業學生、滿足其對精密運動控製新理論和新技術的需求,從實踐中來,《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》內容體係從機器人與數控機床控製係統中提煉,涵蓋運動控製係統的機械結構設計和傳感測量等內容,介紹瞭機械運動控製在原子力微鏡微位移運動控製等學科發展前沿高新技術的應用,結閤瞭全嚮足球機器人等作者科研實例,易於教學。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 緒論
1.1 機械運動控製係統的內容與分類
1.1.1 機械運動控製係統的定義、由來與內容
1.1.2 機械運動控製係統的分類
1.2 機械運動控製係統的應用
1.2.1 運動規劃
1.2.2 多軸插補
1.2.3 電子齒輪與電子凸輪
1.2.4 比較輸齣與同步跟蹤
1.2.5 精密探針位置測量
1.3 機械運動控製係統中的非綫性及其補償
1.3.1 機械運動控製係統中的連續與不連續非綫性
1.3.2 機械運動控製係統中常見不連續非綫性及其補償
1.4 機械運動控製係統的發展趨勢

第2章 運動控製係統中的機械結構
2.1 滑動螺鏇傳動與滑動導軌
2.1.1 滑動螺鏇傳動
2.1.2 滑動導軌
2.2 滾動螺鏇傳動與滾動導軌
2.2.1 滾動螺鏇傳動
2.2.2 滾動導軌
2.3 齒輪減速與諧波減速
2.3.1 齒輪減速器的型式與應用
2.3.2 行星齒輪減速器的傳動比計算
2.3.3 諧波齒輪減速器
2.4 空氣靜壓技術與磁浮技術
2.4.1 空氣靜壓技術簡介及應用
2.4.2 磁浮技術簡介及應用

第3章 機械運動控製係統中的位置測量
3.1 光電編碼器
3.1.1 增量式光電編碼器
3.1.2 光電編碼器的讀數原理
3.1.3 絕對式光電編碼器
3.2 直綫光柵尺
3.2.1 光柵的概念
3.2.2 直綫光柵的測量原理
3.2.3 直綫光柵的信號處理電路
3.3 磁柵尺
3.3.1 磁柵尺的測量原理
3.3.2 磁柵尺的檢測電路
3.4 激光乾涉測量
3.5 電容式傳感器
3.5.1 電容式傳感器的工作原理
3.5.2 變極距式電容式傳感器
3.5.3 變麵積式電容式傳感器
3.5.4 電容式傳感器的特點
3.6 電感式傳感器
3.6.1 自感式傳感器
3.6.2 互感式(差動變壓器式)傳感器
3.6.3 渦流式傳感器

第4章 機械運動控製係統的數學模型
4.1 機械運動係統的動力學方程
4.2 機械運動控製係統的非綫性與綫性化
4.2.1 典型的非綫性係統
4.2.2 非綫性係統的綫性化
4.2.3 分析非綫性係統的方法
4.3 機械運動控製係統中的運動規律設計
4.3.1 運動規律的相關概念
4.3.2 運動規律的設計
4.3.3 運動規律的設計實例——柔性臂殘餘振動的控製
4.4 機械運動係統的慣量等效
4.4.1 等效力矩和等效力的計算
4.4.2 等效轉動慣量和等效質量的計算
4.4.3 電機多軸拖動係統等效動力學模型的建立

第5章 步進電機運動控製係統
5.1 步進電機的工作原理與分類
5.2 步進電機的運行特性與控製係統建模
5.2.1 靜態運行特性
5.2.2 單脈衝運行特性
5.2.3 連續脈衝運行特性
5.3 步進電機的控製電路
5.3.1 單電壓功率驅動電路
5.3.2 高低壓功率驅動電路
5.3.3 斬波恒流驅動電路
5.3.4 雙極性驅動電路
5.3.5 細分驅動電路
5.4 步進電機在自動測量儀器中的應用
5.4.1 步進電機的選擇
5.4.2 步進電機在柴油發動機活塞環梯形角度測量儀中的應用

第6章 直流伺服電機運動控製係統
6.1 直流伺服電機的工作原理
6.1.1 直流伺服電機的基本結構與工作原理
6.1.2 直流電機的機械特性
6.1.3 空心杯直流伺服電機
6.2 直流伺服電機運動控製係統的數學模型
6.2.1 電樞控製直流電機的數學模型
6.2.2 磁場控製直流電機的數學模型
6.3 直流伺服電機的脈寬訶製控製
6.3.1 脈寬調製的基本原理
6.3.2 不可逆脈寬調製調速係統
6.3.3 可逆脈寬調製調速係統
6.4 無刷直流電機原理
6.4.1 無刷直流電機的基本結構
6.4.2 無刷直流電機工作原理
6.5 直流伺服電機在足球機器人中的應用
6.5.1 直流伺服電機控製的一般過程
6.5.2 主要部件選擇

第7章 交流伺服電機運動控製係統
7.1 交流伺服電機的工作原理
7.1.1 永磁同步電機的結構
7.1.2 永磁同步電機的工作原理
7.1.3 永磁同步電機的性能
7.2 交流伺服電機的運動控製基礎
7.2.1 電壓方程
7.2.2 轉矩方程
7.2.3 狀態方程
7.3 交流伺服電機的正弦脈寬調製控製
7.3.1 正弦脈寬調製波形與等效正弦波
7.3.2 産生正弦脈寬調製波形的原理
7.3.3 正弦脈寬調製變頻器的主電路
7.4 交流伺服電機的矢量控製
7.4.1 矢量控製的基本原理
7.4.2 矢量變換及其實現
7.4.3 磁通的檢測
7.5 交流伺服電機直接轉矩控製簡介

第8章 直綫電機運動控製係統
8.1 直綫電機的結構、工作原理及分類
8.1.1 直綫電機的基本結構
8.1.2 直綫電機的工作原理
8.1.3 直綫電機的分類
8.2 直綫電機的數學模型
8.2.1 直綫電機的磁場分析模型
8.2.2 永磁式減速直綫同步電機的數學模型
8.3 直綫電機運動控製係統的典型應用
8.3.1 直綫電機在工業與自動化中的應用
8.3.2 直綫電機在物料輸送與搬運方麵的應用
8.3.3 直綫電機在交通運輸業中的應用

第9章 微位移運動控製係統
9.1 微位移運動控製的原理與應用
9.1.1 微位移係統的原理
9.1.2 微位移係統的應用
9.2 微位移運動係統的結構設計
9.2.1 柔性鉸鏈的類型及特點
9.2.2 柔性鉸鏈設計
9.2.3 精密微動工作颱的設計及其特性分析
9.3 壓電微位移運動控製係統的驅動電路
9.3.1 對壓電微位移器驅動的要求
9.3.2 典型壓電陶瓷驅動電路
9.4 微位移運動機構的磁滯非綫性與補償控製
9.4.1 磁滯非綫性係統的建模
9.4.2 磁滯非綫性係統的控製補償方法
9.5 原子力顯微鏡的微位移運動控製係統
9.5.1 原子力顯微鏡係統
9.5.2 原子力顯微鏡與其他掃描顯微鏡的比較

第10章 數控機床的運動控製係統
10.1 數控機床的構型及其對運動控製的要求
10.1.1 數控機床的作用
10.1.2 數控機床的基本構成
10.1.3 數控機床的類型及其對運動控製的要求
10.2 數控機床的運動協調控製
10.2.1 控製軸數與聯動軸數
10.2.2 數控機床軌跡運動控製原理
10.2.3 運動速度和加減速的控製
10.3 數控車床的運動控製係統
10.3.1 概述
10.3.2 數控車床的分類
10.3.3 主軸傳動方式
10.3.4 進給運動控製係統
10.4 數控銑床的運動控製係統
10.4.1 概述
10.4.2 數控銑床的分類
10.4.3 數控銑床運動部件的布局
10.4.4 主傳動係統
10.4.5 進給運動控製係統

第11章 操作機器人的運動控製係統
11.1 操作機器人的構成
11.1.1 操作機器人的構成
11.1.2 機器人機械本體的構成
11.1.3 操作機器人的分類
11.2 操作機器人運動學基礎
11.2.1 操作機器人運動方程的錶示
11.2.2 機械手運動方程的求解
11.3 操作機器人的運動控製係統
11.3.1 機器人運動控製係統的特點
11.3.2 操作機器人運動控製層次
11.3.3 機器人的運動控製技術
11.4 SCARA機器人的運動控製
11.4.1 SCARA機器人的控製結構
11.4.2 SCARA機器人的運動分析
11.4.3 SCARA機器人的運動方程求解

參考文獻

前言/序言

  作為傳統産業的機械工業,在計算機技術、控製理論、電子電力及傳感器技術等技術快速發展的帶動下,産品和生産體係結構發生瞭巨大的變化,機電一體化成為機械係統發展的重要趨勢,也是信息技術帶動傳統機械産業的橋梁。機械運動控製技術作為機電一體化的關鍵組成部分,是機電一體化技術發展的具體體現和代錶。它最初從機床數控、機器人和工廠自動化等技術中抽象發展而來,形成新的專門技術後,又大力促進瞭這些相關應用技術的發展。
  運動控製的學習和掌握對學生從事生産、科研等工作具有重要作用。為瞭適應新技術發展對人纔的需求,在機械電子專業開設機械運動控製課程勢在必行。但是,現有運動控製教材幾乎全部由電機、電氣類專業的“電機與拖動”等教材改編而來,主要應用對象仍然是電機、電氣類學生。為此我們針對機械類學生的知識結構特點和需要,編寫瞭這本教材。它有以下特點:
  (1)主要針對機械專業學生編寫,從機器人與數控機床控製係統中提煉齣來,強調機械運動係統的整體建模、性能及精度分析;強調機電控製中的運動協調與速度規劃;強調運動控製係統的設計和使用需要,簡化瞭電機原理及電路設計;力求滿足機械類學生對精密運動控製新理論和新技術知識的需求。
  (2)增加瞭運動控製係統的機械結構設計和傳感測量的原理與選擇等內容,結閤機器人與數控機床等典型運動係統的分析,使學生更深入瞭解運動控製係統的組成環節、設計方法和精度分析。
  (3)增加直綫電機、微位移運動控製係統、精密測量等內容,增加瞭原子力顯微鏡微位移運動控製、多軸聯動數控機床復雜協調運動控製係統等學科發展前沿成果介紹,體現瞭機械運動控製在高新技術發展中的價值。
  (4)與科研工作結閤,增加瞭機械硬非綫性補償問題的討論,並將所研製的活塞環梯形角測量儀、全嚮足球機器人、SCARA工業機器人等作為實例介紹分析。
機械傳動設計與應用 本書旨在全麵介紹現代機械傳動係統的設計原理、核心技術、典型應用及其發展趨勢,為讀者提供一套係統而深入的學習和實踐指導。在日益復雜和精密的機械製造領域,高效、可靠的傳動係統是實現預期功能、提升産品性能的關鍵。本書緊密結閤工程實踐,涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的廣泛內容,力求使讀者在掌握經典傳動知識的同時,也能洞悉未來發展方嚮。 第一章 機械傳動基礎 本章首先梳理瞭機械傳動係統的基本概念、分類及其在國民經濟中的重要地位。在此基礎上,詳細闡述瞭機械傳動係統設計的基本原則和流程,包括功能分析、方案選擇、參數確定、結構設計、校核計算和優化等步驟。重點強調瞭傳動設計中的幾個核心要素:傳遞功率、轉速、扭矩、效率、精度、可靠性和壽命。通過對各種傳動類型(如齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、蝸杆傳動、行星傳動等)的優缺點進行比較分析,幫助讀者理解不同傳動方式的適用範圍和工程取捨。此外,本章還將介紹傳動係統的動力學特性,包括運動學分析和動力學建模,為後續章節的深入探討奠定基礎。 第二章 齒輪傳動設計 齒輪傳動作為最普遍、最重要的機械傳動形式之一,在本書中占據重要篇幅。本章將深入剖析直齒圓柱齒輪傳動的嚙閤原理、幾何要素計算、根切與包絡現象的分析。在此基礎上,詳細講解瞭齒輪強度計算,包括齒根彎麯強度和齒麵接觸強度的校核方法,並介紹瞭齒輪材料的選擇原則、熱處理工藝及其對性能的影響。隨後,將擴展至斜齒圓柱齒輪、錐齒輪和蝸輪蝸杆傳動的嚙閤特點、設計計算和強度校核。特彆地,本章將重點介紹漸開綫齒輪傳動的精度等級及其對傳動平穩性和噪聲的影響,以及高精度齒輪加工工藝的關鍵技術。最後,本章還將探討齒輪箱的整體設計,包括箱體結構、潤滑、密封和冷卻等問題,並給齣一些實際案例分析。 第三章 帶傳動與鏈傳動設計 帶傳動和鏈傳動是常用的非剛性聯接傳動方式。本章首先分析瞭平帶、V帶和多楔帶傳動的結構特點、工作原理、受力分析和張緊裝置。重點在於闡述帶傳動的效率、壽命以及影響因素,並指導讀者如何選擇閤適的帶型、截麵尺寸和長度,以及計算傳動功率和帶的張緊力。對於鏈傳動,本章將介紹滾子鏈、套筒鏈和特種鏈的結構、規格和性能參數。詳細講解瞭鏈傳動的運動特性、受力分析、節鏈器強度校核和張緊裝置的設計。此外,本章還將討論帶傳動和鏈傳動在傳動比精度、傳動平穩性、噪聲以及適用工況方麵的比較,並結閤實際工程經驗,提供選擇與設計建議。 第四章 軸與聯軸器設計 軸是傳遞轉矩和承受載荷的關鍵零件,而聯軸器則用於連接動力機和工作機的軸係。本章首先從軸的受力特點齣發,介紹軸的材料選擇、結構形式(如實心軸、空心軸)以及常見的失效形式(如彎麯、扭轉、疲勞)。詳細講解瞭軸的強度計算和剛度計算,並介紹軸的連接和固定方法,如鍵連接、花鍵連接和螺紋連接。在聯軸器部分,本章將分類介紹各種常見的聯軸器,包括剛性聯軸器(如套筒聯軸器、夾殼聯軸器)、半剛性聯軸器(如齒輪聯軸器、齒形聯軸器)和撓性聯軸器(如膜片聯軸器、萬嚮聯軸器、彈性聯軸器)。重點分析瞭不同聯軸器的結構特點、傳動性能(如補償軸綫偏移能力、減振緩衝能力)和適用範圍,並指導讀者如何根據實際工況選擇閤適的聯軸器。 第五章 軸承與潤滑 軸承是實現機械部件相對運動的支撐元件,其性能直接影響機械設備的運行效率和壽命。本章首先詳細介紹瞭滾動軸承的類型(如球軸承、滾子軸承)、結構特點、代號和性能參數。重點在於講解滾動軸承的壽命計算,包括基本額定壽命和等效徑嚮載荷的計算。此外,本章還將介紹滑動軸承的工作原理、結構形式、材料選擇和潤滑方式。潤滑是保證機械設備正常運轉的重要環節。本章將深入探討潤滑的基本理論,包括潤滑劑的分類、性能指標和選擇原則。詳細介紹各種潤滑方式(如油潤滑、脂潤滑、密封潤滑、強迫潤滑)及其適用範圍。最後,本章還將簡要介紹潤滑係統的設計,包括油路設計、過濾器選擇和油封的應用。 第六章 典型機械傳動裝置分析 本章通過對若乾典型的機械傳動裝置進行深入分析,幫助讀者將理論知識應用於實踐。我們將選取如起重機捲筒傳動、機床進給傳動、車輛變速器、印刷機械傳動等典型案例,詳細剖析其傳動係統的組成、工作原理、設計要點和關鍵技術。通過這些案例,讀者將能夠更直觀地理解前麵章節所介紹的設計方法和計算原理,並學習到如何根據具體的使用要求,進行傳動方案的優化和改進。本章還將討論傳動裝置的集成設計,包括傳動與控製的結閤,以及傳動效率的提升和節能降耗的技術。 第七章 現代機械傳動技術發展 隨著科技的飛速發展,機械傳動技術也在不斷創新和進步。本章將介紹一些前沿和發展中的機械傳動技術,包括: 精密傳動技術: 聚焦高精度齒輪加工技術(如數控磨齒、珩齒)、精密軸承技術、精密絲杠螺母副等,以及它們在精密儀器、數控機床、機器人等領域的應用。 智能傳動技術: 探討基於傳感器、執行器和控製器的集成式智能傳動單元,以及其在自適應控製、故障診斷和遠程監控方麵的應用。 新型傳動技術: 介紹一些新興的傳動原理和形式,如磁力傳動、液壓伺服傳動、氣動傳動在特定領域的應用和發展潛力。 綠色傳動技術: 關注提高傳動效率、降低能耗、減少汙染的新型材料和設計方法,以及在可持續發展背景下的傳動技術趨勢。 第八章 機械傳動係統的維護與故障診斷 任何機械設備都需要定期維護纔能保證其長期穩定運行。本章將指導讀者掌握機械傳動係統的日常檢查、潤滑保養、緊固調整等維護措施。同時,本章還將詳細介紹常見的傳動係統故障現象,如異響、振動、發熱、漏油、磨損等,並分析其産生的原因。通過結閤實際經驗,介紹行之有效的故障診斷方法,如聽診法、觸診法、使用檢測儀器等,並提供相應的排除故障的策略和建議。良好的維護和及時的故障診斷,能夠有效延長傳動係統的使用壽命,降低運行成本,保障生産安全。 本書力求內容詳實,理論聯係實際,便於讀者學習和應用。每章都配有相關的圖錶、公式和算例,並在章節末尾設有習題,以鞏固所學知識。希望本書能為從事機械設計、製造、維護等工作的工程師、技術人員以及相關專業的學生提供有價值的參考。

用戶評價

評分

我對這本書的第一印象是它的“厚重感”,不僅僅是紙張的厚度,更是內容上的紮實和嚴謹。我在大學期間就接觸過一些關於機械控製的教材,但說實話,很多都流於錶麵,要麼理論過於抽象,要麼案例不夠貼近實際。這本《精密機械運動控製係統》給我帶來的感覺完全不同。在閱讀關於運動控製器設計的部分時,書中詳細地剖析瞭不同類型控製器的優缺點,例如步進電機控製器和伺服電機控製器在精度、速度、成本等方麵的權衡,這對於我這種正在考慮實際項目選型的人來說,簡直是雪中送炭。書中還給齣瞭許多具體的係統設計案例,從工業機器人到數控機床,每個案例都進行瞭詳盡的分析,包括硬件選型、軟件算法設計、以及整個係統的集成調試過程。我特彆喜歡其中關於“運動規劃”的章節,它不僅僅是給齣瞭各種軌跡生成算法的描述,更重要的是,它還深入探討瞭如何在保證平滑性和效率的同時,滿足碰撞檢測、關節限製等實際約束條件。書中對於這些復雜問題的解決思路和方法,都進行瞭細緻的推導和講解,並輔以清晰的流程圖和僞代碼,這讓我在理解抽象概念的同時,也能感受到如何將其轉化為可執行的程序。我個人最看重的是這本書對於“魯棒性”和“抗乾擾”方麵的討論,在實際的精密機械運動控製中,外部乾擾和參數變化是不可避免的,而書中針對這些問題提齣瞭一係列有效的解決方案,比如自適應控製和模型預測控製,這讓我在設計係統時,心裏更有底氣瞭。

評分

這本《精密機械運動控製係統/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》的封麵設計就透著一股嚴謹的氣息,暗藍色調搭配銀色的字體,顯得既專業又不失現代感。我剛拿到書的時候,迫不及待地翻開瞭它,最先吸引我眼球的是那清晰的目錄結構,每一個章節的標題都精煉地概括瞭其核心內容,讓我對整本書的知識脈絡有瞭初步的認識。第一部分著重於基礎理論的闡述,比如運動學和動力學方程的推導,內容翔實,公式推導的過程一步步都講解得很清楚,即便是像我這樣之前接觸過一些基礎理論但不夠係統的人,也能比較順暢地理解。書中還引用瞭大量的圖錶來輔助說明,這些圖錶製作精良,不僅直觀地展示瞭機械結構的組成和運動方式,還形象地揭示瞭各種控製參數之間的關係。舉個例子,在介紹伺服電機的工作原理時,書中配瞭一幅詳細的內部結構圖,每個部件的功能和相互作用都標注得一清二楚,配閤文字描述,簡直是“可視化”教學。更令我驚喜的是,書中在講解完基礎理論後,並沒有止步於此,而是立刻將其與實際應用聯係起來。比如,在提到PID控製算法時,書中不僅給齣瞭算法的數學模型,還分析瞭不同參數(Kp、Ki、Kd)對係統響應的影響,並且通過仿真麯綫清晰地展示瞭超調、穩態誤差、調節時間等關鍵性能指標的變化。我嘗試著根據書中的案例,在腦海中模擬瞭一下參數調整的過程,感覺對PID控製的理解一下子深入瞭很多,不再是死記硬背的公式,而是有瞭更深刻的感悟。這本書在章節的組織上也很有條理,從最基本的概念入手,逐步深入到復雜的係統設計和應用,每一步都銜接得很自然,不會讓人覺得知識跳躍過大。

評分

這本書的排版和印刷質量都非常齣色,紙張厚實,不易反光,閱讀體驗很舒適。我特彆喜歡書中大量的插圖和示意圖,它們不僅僅是為瞭美觀,更是為瞭清晰地展示復雜的概念。比如,在講解“濾波算法”時,書中就通過一係列動態的圖示,生動地展示瞭不同濾波器的濾波效果,以及它們如何抑製噪聲。我最喜歡的一點是,書中在講解某些較為抽象的概念時,會使用類比的方式,這大大降低瞭理解的難度。舉個例子,在解釋“卡爾曼濾波”的原理時,書中將其比作一個“預測-修正”的過程,就像我們根據過去的經驗預測明天的天氣,然後根據實際觀測到的數據來修正我們的預測一樣,這種形象的比喻讓我一下子就理解瞭卡爾曼濾波的核心思想。此外,書中還非常注重知識的連貫性,在介紹一個新的概念時,常常會迴顧前麵學過的知識,幫助讀者建立起知識之間的聯係。我在學習“力矩補償”的章節時,就發現它與之前學過的“模型辨識”和“反饋控製”緊密相關,這種前後呼應的設計,讓我在學習過程中感覺更加輕鬆和高效。

評分

這本書的“實用性”非常強。它不僅僅停留在理論層麵,而是將大量的工程實踐經驗融入其中。我尤其喜歡書中關於“係統集成與調試”的章節,它詳細地介紹瞭如何將各個子係統進行集成,以及在集成過程中可能遇到的問題和解決方案。例如,書中就提到瞭在集成過程中,由於時序問題、通信協議不匹配、或者硬件接口不兼容等原因,可能會齣現各種意想不到的故障,並給齣瞭相應的調試方法。這對於初次接觸復雜係統集成的工程師來說,無疑是寶貴的指導。我嘗試著按照書中給齣的調試流程,來排查自己項目中遇到的一些小問題,發現效果非常好。書中還包含瞭一些“性能評估”的標準和方法,例如如何通過測試來評估係統的動態性能、穩態性能、以及抗乾擾能力。這使得我在完成係統設計後,能夠有一個客觀的標準來衡量係統的優劣。

評分

這本書的“案例分析”做得非常齣色。書中穿插瞭大量的實際案例,這些案例涵蓋瞭各種不同類型的精密機械運動控製係統,從簡單的單軸運動控製,到復雜的機器人協作係統,都進行瞭詳盡的分析。我尤其對書中關於“多軸聯動插補”的案例分析印象深刻,它詳細地解釋瞭如何在一個連續的軌跡上,協調多個軸的運動,以實現平滑的麯綫運動。書中給齣瞭詳細的算法推導和實現細節,並且附帶瞭相應的仿真結果。這種“由點到麵”、“由淺入深”的講解方式,使得復雜的概念變得易於理解。我嘗試著根據書中的例子,對我的實際項目進行優化,發現效果非常顯著。這本書最大的價值在於,它能夠幫助讀者將抽象的理論知識,轉化為具體的工程實踐,從而真正地掌握精密機械運動控製的核心技術。

評分

讀完這本書,我感覺自己的知識體係得到瞭極大的拓展和深化。之前我對於精密機械運動控製的理解,更多地停留在一些零散的知識點上,這本書就像一座橋梁,將這些零散的知識點串聯起來,形成瞭一個完整的知識體係。尤其是在“先進控製策略”這部分,書中對模型預測控製(MPC)、模糊控製、神經網絡控製等前沿技術進行瞭詳細的介紹,並且分析瞭它們在精密機械運動控製中的應用前景和挑戰。我尤其對MPC印象深刻,書中通過一個具體的案例,詳細展示瞭如何構建MPC控製器,以及如何處理約束條件,這讓我對這種強大的控製策略有瞭更直觀的認識。此外,書中還非常注重培養讀者的“係統思維能力”,它不僅僅是教你如何實現某個功能,更重要的是讓你理解整個控製係統的設計思路和權衡取捨。比如,在介紹高精度定位係統時,書中會詳細分析成本、精度、響應速度、功耗等多個因素如何相互影響,以及在不同應用場景下,應該如何做齣最優的選擇。我個人認為,這本書最寶貴的地方在於,它不僅僅是枯燥的理論堆砌,而是通過大量的案例分析和工程實踐經驗,讓讀者能夠真正地理解和掌握精密機械運動控製的核心技術。

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這本書最大的亮點在於其“深度”和“廣度”並存。一方麵,它對精密機械運動控製的基礎理論進行瞭非常深入的探討,包括各種運動學和動力學模型的建立、辨識方法、以及不同控製算法的原理和實現。另一方麵,它又非常廣泛地介紹瞭該領域的各種應用,從工業機器人、數控機床,到半導體製造設備、精密測量儀器,幾乎涵蓋瞭所有重要的應用領域。我尤其對書中關於“運動控製器硬件架構”的分析印象深刻,它詳細介紹瞭不同處理器(如DSP、FPGA)在運動控製係統中的作用和優勢,以及如何進行硬件選型和係統集成。這對於我這種更偏嚮於軟件開發的人來說,拓寬瞭我的視野,讓我對整個控製係統的構成有瞭更全麵的認識。書中還提供瞭一些代碼示例,雖然不是完整的程序,但足以幫助讀者理解算法的實現細節。我嘗試著將其中一些僞代碼轉化為實際的 Matlab 或 C++ 代碼,發現效果非常好。此外,書中還非常強調“實驗驗證”的重要性,它鼓勵讀者通過實驗來驗證理論的正確性,並對實驗結果進行分析和討論,這是一種非常好的學習方法。

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我對這本書的“前瞻性”印象深刻。雖然是一本“十一五”規劃教材,但其內容並沒有過時,反而包含瞭許多前沿的技術和發展趨勢。書中對“智能化”和“網絡化”在精密機械運動控製中的應用進行瞭展望,例如如何利用人工智能技術來優化控製算法,以及如何通過工業物聯網來實現遠程監控和診斷。這讓我感受到,這本書不僅僅是教授現有的知識,更是在啓發讀者思考未來的發展方嚮。我特彆喜歡書中關於“機器學習在運動控製中的應用”的介紹,它展示瞭如何利用機器學習來提高控製係統的自適應能力和魯棒性。這對於我這種對新興技術感興趣的人來說,非常有吸引力。書中還鼓勵讀者進行創新,並提齣瞭一些可以進一步研究的方嚮,這無疑是激勵我們不斷學習和進步的動力。

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這本書的“係統性”讓我印象深刻。它不是零散地介紹一些知識點,而是將整個精密機械運動控製係統作為一個整體來講解。從最底層的機械結構分析,到中間的運動控製器設計,再到上層的應用軟件開發,各個環節都進行瞭詳盡的闡述。我特彆欣賞書中關於“誤差分析與補償”的章節,它詳細地分析瞭各種誤差的來源,例如傳動誤差、測量誤差、姿態誤差等,並提齣瞭相應的補償策略。這對於追求極緻精度的精密係統來說,至關重要。書中還給齣瞭一些實用的技巧,例如如何通過軟件或硬件的方法來減小這些誤差。在閱讀過程中,我注意到書中並沒有迴避一些“難點”,而是積極地提齣解決方案。例如,在處理“非綫性係統”的控製問題時,書中就介紹瞭多種非綫性控製方法,並對其適用性和局限性進行瞭分析。我個人認為,這本書的價值在於,它能夠幫助讀者建立起一個完整的知識框架,從而能夠更好地理解和解決實際工程中的問題。

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這本書的語言風格非常專業,但又不會讓人望而卻步。它大量使用瞭精確的術語和數學公式,這是精密機械運動控製領域特有的語言,但作者在引入這些術語時,都會給齣清晰的定義和解釋,並且在後續的章節中,會不斷地重復和加深理解。我最欣賞的是書中關於“係統辨識”的章節,它詳細介紹瞭如何通過實驗數據來建立精確的機械係統模型,這對於那些沒有明確理論模型或者模型不夠精確的實際係統來說,至關重要。書中不僅介紹瞭多種辨識方法,還對每種方法的適用範圍、優缺點進行瞭深入的比較分析,並且提供瞭相應的 Matlab 仿真示例,這讓我在實際操作中能夠快速上手。在閱讀過程中,我發現書中還穿插瞭許多“工程實踐”中的經驗和技巧,例如如何選擇閤適的傳感器、如何進行係統的標定和校準、以及如何優化控製參數以提高係統的動態性能。這些內容對於初學者來說,可能是非常寶貴的財富,能夠幫助他們少走很多彎路。我特彆喜歡其中關於“故障診斷”的章節,在精密係統中,及時的故障檢測和診斷是保障係統安全可靠運行的關鍵,而書中提齣的基於模型和基於數據的診斷方法,都給瞭我很大的啓發。

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