现代控制与驱动技术

现代控制与驱动技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:化学工业出版社
作者:谢少荣
出品人:
页数:190
译者:
出版时间:2005-3
价格:27.0
装帧:平装
isbn号码:9787502565343
丛书系列:
图书标签:
  • 控制工程
  • 电机驱动
  • 电力电子
  • 现代控制
  • 自动化
  • 嵌入式系统
  • 控制系统
  • 驱动技术
  • 工业控制
  • 智能控制
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具体描述

本书围绕光机电一体化产品组成要素中紧密相连的控制信息处理器和驱动器两大核心,从新颖、实用的角度出发,详细介绍了当前广泛应用的SOC的Cygnal C8051F02x系列8位单片机、TI公司的TMS320LF240x系列 DSP、满足小规模控制要求的S7-200系列小型PLC、常规驱动元件及其控制和SMA、磁致伸缩驱动器、超声波马达等特殊驱动器。  本书可供工业自动化,如嵌入式控制系统、自动控制、过程控制、仪器仪表等领域的工程技术人员使用,也可作为高等学校机电一体化、机械电子、自动控制、计算机应用等相关专业学生的教材和参考书。

智能制造时代下的新型工业动力与控制系统:一部面向未来的深度实践指南 图书名称:《工业智能驱动系统前沿理论与工程应用》 图书简介: 在工业4.0与智能制造浪潮席卷全球的今天,传统机械系统的效率、柔性和智能化水平已成为制约产业升级的核心瓶颈。本书并非关注于经典、成熟的控制理论或早期的电机驱动技术,而是聚焦于面向高精度、高动态响应、高能效比以及网络化集成的下一代工业驱动与控制架构的深度研究与工程实践。 本书的核心论点在于:未来的工业生产线将不再是离散的、刚性的自动化单元组合,而是一个由海量传感器、高速计算单元和先进驱动执行器构成的、高度自组织与自适应的复杂系统。因此,对驱动系统的理解必须从电磁学和电力电子学的范畴,拓展到信息物理系统(Cyber-Physical Systems, CPS)的层面。 第一部分:驱动系统架构的范式转变与前沿理论基础 本部分深入探讨了支撑现代高性能驱动系统的底层科学与新兴理论框架,力求为读者建立一个超越传统PID控制的认知体系。 1. 高速、高精度伺服驱动的物理极限与突破: 永磁同步电机(PMSM)的超磁极技术与拓扑优化: 详细分析了为提升功率密度和降低转矩脉动,在电机设计阶段引入的非传统磁路结构(如凸极化设计、异形磁钢嵌入)对控制性能的直接影响。探讨了新型高熵合金与稀土永磁材料在极端工作环境(高温、高频)下的材料特性衰减模型及其控制补偿策略。 无传感器磁场定向控制(FOC)的鲁棒性增强: 鉴于传感器自身故障和环境噪声对反馈精度的影响,本书重点剖析了基于高频注入法、滑模观测器(SMO)以及深度学习(如LSTM网络)的转子位置/速度估计算法。特别关注了在电机启动瞬间和低速区(零速附近)的精确估计技术,这是传统观测器难以逾越的障碍。 高频开关对电机和电磁兼容性的影响: 讨论了碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体器件在逆变器中的应用,它们带来的开关频率提升(kHz级至MHz级)如何剧烈地影响系统的谐波特性、开关损耗以及对周边敏感电路的电磁干扰(EMI/EMC)问题,并提出了针对性的滤波器设计和布局策略。 2. 驱动器级的多核异构计算与实时性保障: 实时操作系统(RTOS)与确定性网络: 阐述了在高性能控制算法(如模型预测控制MMP、非线性控制)需要毫秒级甚至微秒级响应的背景下,如何选择和配置实时操作系统内核。详细对比了硬实时与软实时系统的差异,并介绍了时间触发协议(TTP)和TSN(时间敏感网络)在工厂总线层面保障数据交换确定性的工程实现。 现场可编程门阵列(FPGA)在计算密集型控制中的应用: 区别于传统微处理器(MCU)的顺序执行模式,本书详述了如何利用FPGA的并行计算能力实现高速电流环的直接数字控制(DDC)以及复杂的在线系统辨识任务,极大缩短了控制周期。 第二部分:面向集成与协同的先进控制策略 本部分将视角从单一驱动单元提升至整个执行系统层面,探讨如何通过先进控制策略实现系统级的优化和人机安全协同。 3. 模型预测控制(MPC)在复杂驱动系统中的工程落地: 非线性与约束处理: 详细拆解了MPC相较于线性控制器的优势——其能够直接处理电机模型中的非线性项(如磁饱和效应)以及电压、电流的硬性约束。书中提供了针对不同电机类型(如开关磁阻电机SMR、永磁同步电机)的有限集状态模型预测控制(FSM-MPC)的优化算法推导与参数整定方法。 计算负荷与在线优化: 针对MPC的计算密集特性,本书提出了多速率采样策略和增量模型的应用,以减轻实时求解二次规划(QP)问题的计算负担,确保其在工业级实时性要求下的可靠运行。 4. 机器人与协作系统中的力/阻抗控制: 柔顺交互的实现机制: 阐述了在人机协作(Cobots)场景中,驱动系统必须从传统的“位置控制”向“力/阻抗控制”平滑过渡。书中深入分析了虚拟耦合器模型在分布式驱动系统中的应用,用以解耦质量、惯量和外部环境对机器人本体动态的影响。 任务空间与关节空间的解耦控制: 针对冗余机械臂,提出了基于伪逆矩阵的力分配策略,确保在执行力学任务的同时,关节保持在避障或操作的特定构型范围内。 5. 驱动系统的信息物理融合与边缘计算: 驱动器级的状态监测与故障诊断: 本书不再将故障诊断视为独立的后处理过程。而是探讨如何利用驱动器自身的采样数据(电流、电压、温度)通过数据驱动的机器学习模型(如基于自编码器的异常检测)进行实时、在线的早期故障预警。重点关注轴承磨损、绕组绝缘退化等早期隐性故障的特征提取。 分布式控制与边缘决策: 探讨了如何利用低延迟的工业物联网(IIoT)架构,将传统的集中式控制器分散到各个驱动执行器(边缘节点)。每个驱动单元基于本地数据进行初步的自适应调参和局部优化,仅将高层次的生产目标上传至云端,从而提升系统的整体响应速度和抗单点故障能力。 本书的特色与读者群体: 本书的特点在于理论深度与工程实践的紧密结合,大量案例均来源于高精度机床、新能源汽车电驱动平台以及精密物料搬运系统的实际运行数据和设计文档。它摒弃了对基础电机学和经典PID的重复阐述,直接切入高性能、高集成度、高智能化驱动系统的前沿技术壁垒。 本书适合于从事高端数控系统开发、工业机器人、精密自动化装备设计及调试的高级工程师、研发人员,以及对现代工业驱动与控制系统有深入研究需求的高校研究生和科研人员。读者在阅读本书前,应具备扎实的电力电子学基础和一定的自动控制理论知识。掌握本书内容,将使读者能够驾驭未来工厂对“智能驱动”提出的更高要求。

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读后感

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用户评价

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我是一名电气工程专业的学生,对电力系统中的能量转换和控制有着浓厚的兴趣。《现代控制与驱动技术》这本书,为我提供了一个非常好的平台,让我能够深入了解这些复杂的系统。我尤其喜欢书中关于电机控制理论的部分,尤其是同步电机和异步电机的矢量控制技术。我知道,这些技术是现代电力驱动系统的核心,能够显著提高电机的运行效率和动态响应性能。书中详细阐述了矢量控制的基本原理,包括如何将定子电流分解为磁场分量和转矩分量,以及如何通过独立控制这两个分量来实现对电机转矩和磁通的精确控制。我非常期待能够通过学习这本书,理解这些先进的电机控制算法,并在未来的课程设计和实验中进行实践。这本书的理论深度和工程应用性的结合,让我觉得物超所值。

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作为一个对工程技术充满好奇的爱好者,我总是渴望了解那些驱动现代世界运转的幕后力量。当我第一次看到《现代控制与驱动技术》这本书时,我便被它所涵盖的广泛主题所吸引。虽然我不是专业的控制工程师,但我对其中的一些基础概念,比如反馈控制和稳定性分析,有着浓厚的兴趣。这本书的优点在于,它用相对易懂的语言,为我打开了通往复杂控制理论的大门。我尤其喜欢书中关于系统频率响应分析的部分,它通过伯德图和奈奎斯特图等工具,直观地展示了系统在不同频率下的表现,这让我对系统的动态特性有了更深刻的理解。我还对书中关于数字控制的部分非常感兴趣,了解如何将连续的模拟信号转化为离散的数字信号,以及数字控制器的工作原理,这对于理解现代电子产品中的控制系统至关重要。这本书为我提供了一个非常好的入门途径,让我能够初步领略到控制工程的魅力。

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我在工业自动化领域已经工作了数年,接触过各种各样的控制系统。最近,我开始对现代控制理论在解决复杂工业问题方面的应用产生了浓厚的兴趣,于是购买了《现代控制与驱动技术》。这本书的内容非常扎实,特别是关于非线性控制和自适应控制的部分,让我印象深刻。我曾经负责的一个生产线的控制系统,由于工艺流程的非线性特性,传统的线性控制器效果并不理想,常常出现超调和振荡。这本书中关于Backstepping控制和模糊自适应控制的讲解,为我提供了一种全新的解决方案。书中不仅详细推导了算法的数学原理,还通过具体的仿真例子展示了这些方法在提高系统鲁棒性和跟踪精度方面的优势。我特别关注书中关于模型参考自适应控制(MRAC)的内容,它能够让被控对象模仿一个参考模型的行为,这对于处理模型参数未知或时变的情况非常有吸引力。我非常期待能够将这些先进的控制策略应用到我未来的项目开发中,以提升自动化系统的智能化水平。

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我是一名从事机器人研发的工程师,在工作中,对精确的运动控制和高效的能源利用有着极高的要求。在翻阅了多本控制理论的书籍后,《现代控制与驱动技术》无疑是我近期阅读中最具深度和广度的一本。书中关于多自由度机器人动力学建模和控制的内容,对我来说尤为重要。我一直对如何精确地控制机器人关节的运动,使其能够完成复杂的轨迹跟踪和力控任务感到困惑。这本书中详细介绍了机器人动力学方程的建立方法,以及如何利用这些方程来设计先进的控制算法,例如基于模型的力/位置混合控制。我特别关注书中关于轨迹规划和优化部分,它能够帮助我设计出更平滑、更节能的机器人运动轨迹。此外,书中关于新型驱动器技术,如直线电机和音圈电机等的介绍,也为我提供了更多选择,以应对不同应用场景下的特殊需求。

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作为一个在自动化领域摸爬滚打多年的工程师,我对于各种控制算法和驱动技术都有着近乎本能的敏感。当我看到《现代控制与驱动技术》这本书时,我便知道它将是我书架上不可或缺的一员。这本书的价值在于它不仅停留在理论层面,更重要的是它将理论与实践紧密地结合在了一起。我尤其欣赏书中对伺服驱动器和步进电机等关键驱动组件的深入剖析。在实际工作中,理解这些硬件的性能特点、选型原则以及如何与控制算法进行协同工作,直接关系到整个系统的性能和可靠性。例如,书中对于不同类型伺服驱动器的PWM控制方式、电流环和位置环的调试过程的详细描述,让我受益匪浅。我曾经遇到过伺服系统抖动、精度下降的问题,通过回顾书中关于驱动器内部控制结构和参数设置的章节,我找到了问题的症结所在,并得以快速解决。这本书也让我对永磁同步电机等先进电机的控制技术有了更深的认识,这对于我未来参与更复杂的机器人和自动化设备的设计非常有帮助。

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最近我一直在寻找一本能够系统性梳理现代控制理论发展脉络的书籍,并且能够深入浅出地讲解其中的核心概念。在朋友的推荐下,我入手了《现代控制与驱动技术》。这本书的章节安排非常合理,从最基础的系统建模开始,逐步深入到状态空间方法、最优控制、鲁棒控制等更高级的理论。我特别喜欢书中关于系统辨识的部分,它详细介绍了如何从实际的系统数据中提取模型参数,这对于工程应用来说至关重要。我曾经在实习中遇到过这样的问题,就是很多工业设备并没有现成的数学模型,迫切需要一种有效的方法来获取这些模型。这本书提供的辨识方法,例如最小二乘法和最大似然法,详细阐述了其原理和算法实现,并且还给出了不少实际案例的分析,这让我感觉非常有指导意义。此外,书中关于最优控制的部分,尤其是在处理多目标优化和约束条件下的控制问题时,为我打开了新的思路。我一直认为,在实际工程中,我们追求的往往不是单一维度的最优,而是能够在多方面权衡和取舍下的最佳方案,而最优控制正是解决这类问题的利器。

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这本书的封面设计就让我眼前一亮,一种沉静而又充满力量的蓝色调,搭配上现代感十足的字体,似乎预示着它将带领我进入一个精妙绝伦的控制与驱动世界。我是一名刚刚接触这个领域的学生,平时看一些比较通俗的科普读物,但总觉得缺少一些深度和系统性。偶然的机会,我的导师向我推荐了这本书,并告诉我它在理论深度和实际应用方面都有着出色的表现。翻开扉页,我被序言中作者对于控制理论在现代工业发展中不可或缺的地位的论述所打动,这让我对即将展开的学习充满了期待。我尤其关注的是书中对于PID控制算法的讲解,我知道这是最基础也是最核心的控制策略之一,希望这本书能帮助我不仅理解其原理,更能掌握实际的调参技巧,避免在实际项目中因为控制参数设置不当而导致的系统不稳定问题。而且,书中关于模糊控制和神经网络控制的章节,更是让我看到了未来发展的方向,让我意识到传统的PID控制并非是终点,而是通往更智能、更高效控制系统的起点。我非常希望能够通过阅读这本书,构建起一个扎实的理论基础,为我未来的学术研究和职业发展打下坚实的基础。

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在我多年的学习和工作中,我发现对系统进行建模和分析是理解和改进任何工程系统的第一步。《现代控制与驱动技术》这本书,恰恰在这一方面做得非常出色。它不仅介绍了传统的拉普拉斯变换和传递函数模型,还深入讲解了更现代的状态空间方法。我尤其欣赏书中关于系统参数辨识的详细讲解,这对于我们处理实际工程问题至关重要,因为很多时候我们并没有完美的模型。书中提供了多种辨识方法,并分析了它们的优缺点,这让我能够根据具体情况选择最合适的方法。此外,我对书中关于鲁棒控制的内容也产生了浓厚的兴趣。在实际应用中,系统往往会受到各种不确定性和干扰的影响,而鲁棒控制正是为了解决这类问题而设计的。书中关于H-无穷控制和LMI(线性矩阵不等式)方法的介绍,为我提供了一种系统化设计鲁棒控制器的思路。这本书的严谨性和实用性,让我对控制工程有了更深刻的认识。

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在工业界,我们经常面临着如何提高生产效率、降低能耗以及保证产品质量的挑战。我一直认为,先进的控制与驱动技术是实现这些目标的关键。《现代控制与驱动技术》这本书,正是一本能够帮助我们解决这些问题的宝典。我尤其欣赏书中关于分散控制系统(DCS)和可编程逻辑控制器(PLC)在现代工业自动化中的应用分析。在实际的工厂中,这些设备是构建自动化生产线的基础。书中详细介绍了DCS和PLC的架构、功能以及它们之间如何协同工作,并且还给出了不少实际工程项目的案例,这对于我们理解和设计大型自动化系统非常有价值。我还对书中关于高级PLC编程技巧的讲解,以及如何利用它们实现复杂逻辑控制和运动控制任务,感到非常受启发。这本书不仅提升了我对现有技术的理解,也为我指明了未来技术发展的方向。

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我是一名即将毕业的硕士研究生,毕业论文的研究方向是关于高精度运动控制系统。在寻找相关文献和资料的过程中,我发现了《现代控制与驱动技术》这本书,并被它丰富的研究内容所吸引。书中关于李雅普诺夫稳定性理论的讲解,以及如何利用它来分析和设计非线性系统的稳定性,对于我的论文研究具有直接的指导意义。我尤其关注书中关于滑模控制的章节,它在处理系统参数不确定性和外部干扰方面具有优异的性能,这正是我在运动控制系统中需要克服的挑战。书中详细介绍了滑模控制器的设计步骤,包括如何选择滑模函数和设计切换律,并且还给出了一些实际应用的案例分析,这让我对如何将滑模控制应用于我的研究对象有了清晰的思路。此外,书中关于模型预测控制(MPC)的内容,也为我提供了另一种解决复杂约束条件下的最优控制问题的方法。

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