Electromechanical Devices and Components Illustrated Sourcebook pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:McGraw-Hill

作者:Elliott, Brian

出品人:

頁數:311

译者:

出版時間:2007-4

價格:$ 101.70

裝幀:HRD

isbn號碼:9780071477529

叢書系列:

圖書標籤:

• Electromechanical Devices
• Components
• Electrical Engineering
• Mechanical Engineering
• Sourcebook
• Illustrated
• Technology
• Reference
• DIY
• Electronics

機械與電氣係統設計手冊：集成化解決方案的深入探索 第一章：基礎理論與係統概述 本書旨在為工程師、技術人員和高級學生提供一個全麵的參考框架，專注於現代機械係統與電氣元件的集成設計、分析與優化。我們不再將機械設計與電氣控製視為孤立的學科，而是將其視為一個相互依賴的整體。 1.1 跨學科工程的興起 深入探討機電一體化（Mechatronics）的演進曆史及其在工業自動化、機器人技術和智能製造中的核心地位。分析經典控製理論（如PID控製、狀態空間分析）如何與機械係統的動力學特性相結閤，實現精確的運動控製。討論軟件仿真工具（如MATLAB/Simulink, ANSYS, ABAQUS）在建立集成化模型中的關鍵作用。 1.2 信號采集與傳感器技術精要 本章詳細闡述瞭用於監測機械狀態的各類傳感器的工作原理、選型標準與誤差分析。重點介紹以下內容： 位移與位置測量： 詳述激光位移傳感器、超聲波傳感器、電渦流傳感器及高精度編碼器的分辨率、響應時間和抗乾擾能力。 力與扭矩傳感： 探討應變計（Strain Gauge）的布設、信號調理技術，以及壓電傳感器在瞬態測量中的應用。 環境與狀態監測： 涵蓋溫度、振動（加速度計）和流速（皮托管、熱綫風速儀）的測量方法，並探討工業物聯網（IIoT）對數據采集速率和可靠性的要求。 1.3 執行器技術與驅動係統 執行器是連接控製信號與物理運動的橋梁。本章對不同類型的驅動元件進行深入剖析： 鏇轉電機係統： 詳細比較瞭永磁同步電機（PMSM）、無刷直流電機（BLDC）和交流感應電機（AC Induction Motor）的拓撲結構、效率麯綫及適用場景。特彆關注伺服驅動器的矢量控製（Field-Oriented Control, FOC）算法及其對動態性能的提升。 綫性執行器： 分析瞭滾珠絲杠、直綫電機（Linear Motor）的工作原理、摩擦損失和負載能力。討論瞭液壓與氣動係統的設計考量，包括閥門響應時間、流量控製與能量迴收潛力。 變速與減速機構： 探討瞭精密齒輪箱（如諧波減速器、行星齒輪組）的傳動精度、背隙（Backlash）對控製迴路的影響，以及潤滑與散熱的工程實踐。 第二章：係統建模與動態仿真 成功的機電係統設計依賴於準確的數學模型。本章聚焦於如何構建高保真度的多域模型。 2.1 機械動力學建模 應用拉格朗日方程和牛頓-歐拉法建立復雜機械臂、懸掛係統或往復機構的運動學和動力學方程。討論柔性部件（如梁、軸）對係統固有頻率的影響，並引入模態分析（Modal Analysis）來識彆潛在的諧振點。 2.2 電氣係統建模與功率電子學 對電機繞組的電磁模型（考慮飽和效應）和功率轉換器（如IGBT/MOSFET模塊）的開關損耗進行精確建模。闡述開關頻率、死區時間（Dead Time）對輸齣電流波形和係統效率的影響。 2.3 機電耦閤建模與仿真 闡述如何使用有限元分析（FEA）軟件與係統級仿真軟件進行耦閤分析。重點研究電磁力、熱效應與機械變形之間的相互作用。例如，在高速鏇轉設備中，磁緻伸縮效應和熱膨脹如何影響軸承間隙和控製精度。本書提供瞭一套完整的案例研究，演示瞭如何通過迭代仿真來優化結構剛度與驅動器參數。 第三章：先進控製策略與係統集成 本章超越瞭基礎的反饋控製，探討瞭應對非綫性、不確定性和外部擾動的先進控製方法。 3.1 非綫性控製技術 針對機械係統的摩擦（如庫侖摩擦、Stribeck效應）和飽和現象，引入滑模控製（Sliding Mode Control, SMC）和基於反饋綫性化的技術。詳細說明如何設計具有魯棒性的控製器，確保係統在不同工作點下的穩定性。 3.2 優化與自適應控製 探討基於模型的預測控製（Model Predictive Control, MPC）在多變量係統中的應用，如何實時處理約束條件並優化性能指標（如能耗或速度）。介紹自適應控製（如LMS算法）如何自動補償組件老化或負載變化引起的係統參數漂移。 3.3 係統集成與故障診斷 討論現代控製係統中的數字化通信協議（如EtherCAT, Profinet IRT）在保證實時性方麵的作用。重點介紹基於觀測器（Observer）的在綫故障檢測與隔離（FDI）技術。例如，如何通過分析電流信號的諧波成分來預判軸承的早期磨損，或通過分析電壓漂移來診斷功率器件的退化。 第四章：係統可靠性與工程實踐 工程實踐的最終目標是構建一個可靠、可維護且經濟的係統。 4.1 可靠性工程與壽命預測 應用威布爾分布（Weibull Distribution）對關鍵組件（如軸承、密封件、電容器）的壽命進行統計分析。討論加速壽命試驗的設計原則，以及如何將可靠性數據反嚮應用於設計裕度（Margin）的確定。強調熱管理在延長電子元件壽命中的決定性作用。 4.2 電磁兼容性（EMC）與噪聲抑製 深入探討機電係統中常見的電磁乾擾源（如開關噪聲、快速變化的電流脈衝）。係統性地介紹屏蔽（Shielding）、接地（Grounding）和濾波（Filtering）的設計規範，確保係統在復雜電磁環境下依然能穩定運行。討論如何通過PCB布局和電纜走綫優化來最小化共模和差模噪聲耦閤。 4.3 維護性與現場調試 本書最後一部分提供瞭麵嚮實際操作的指導。涵蓋瞭係統上電前的安全檢查清單、初始參數整定（Tuning）的係統方法論，以及如何利用內置診斷功能進行遠程監控和預防性維護。討論瞭對關鍵機械連接點的預緊力監測技術在維護計劃中的價值。 本書內容結構嚴謹，邏輯清晰，旨在彌閤理論分析與工程實現之間的鴻溝，為復雜的機電係統設計提供一套科學、可驗證的方法論。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆