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出版者:机械工业

作者:赵家礼 编

出品人:

页数:269

译者:

出版时间:2008-3

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787111235095

丛书系列:

图书标签:

• 直流电动机
• 牵引电动机
• 电机修理
• 电气设备
• 工业维修
• 电力工程
• 机械维修
• 故障诊断
• 技术手册
• 维修指南

《数字信号处理基础与应用》 书籍简介 本书是一本全面而深入探讨数字信号处理（DSP）理论、技术与实际应用的专业教材。它旨在为电子工程、通信工程、计算机科学、自动化控制以及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生/研究生提供坚实的理论基础和丰富的实践指导。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的信号与系统理论到尖端的现代DSP算法，并结合大量的工程实例，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“如何做”。 第一部分：基础理论与离散时间系统 本书首先从信号的本质入手，详细阐述了连续时间信号与离散时间信号的表示、采样定理及其在实际系统中的意义。重点剖析了离散时间系统的基本概念，包括线性时不变（LTI）系统、差分方程的建立与求解，以及系统特性的分析方法（如稳定性、因果性）。 傅里叶分析的深化： 详细介绍了离散时间傅里叶变换（DTFT），并着重讲解了离散傅里叶变换（DFT）的原理、性质及其在有限长序列处理中的重要性。引入了快速傅里叶变换（FFT）算法的原理（如蝶形运算、时间抽取与频率抽取），及其在提高计算效率方面的决定性作用。 Z变换的全面解析： 系统地讲解了Z变换的定义、收敛域（ROC）的确定，以及常用序列的Z变换对。通过Z变换，深入分析了离散系统的结构、传递函数，并阐述了如何利用Z域的零、极点分布来判断系统性能。 第二部分：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP的核心组成部分，本书用大量的篇幅和精细的图示来解析两大类滤波器的设计方法。 无限脉冲响应（IIR）滤波器设计： 详细介绍了模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器）的原型设计，随后重点讲解了从模拟到数字滤波器的经典转换方法，包括双线性变换法和脉冲响应不变法。对于每种方法，都详述了其优缺点和适用场景。 有限脉冲响应（FIR）滤波器设计： 阐述了FIR滤波器固有的线性相位特性，并详细介绍了三种主要的FIR设计方法：窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗等）的适用性分析、频率采样法，以及最优化设计方法——Parks-McClellan算法（最小二乘法），帮助读者掌握设计出具有特定幅频响应特性的滤波器。 第三部分：有限精度与量化效应 在实际的嵌入式和硬件实现中，信号的数字化必然涉及量化和截断，本书对这些实际问题给予了足够的重视。 量化噪声分析： 详细分析了模/数（A/D）和数/模（D/A）转换过程中产生的量化误差，包括量化噪声的功率、信噪比（SNR）的计算，以及抖动（Dithering）技术的应用。 固定点运算的挑战： 探讨了在定点DSP芯片上实现算法时，由于字长限制导致的溢出和截断误差。书中提供了具体的溢出检测和舍入策略，指导读者进行高效且可靠的定点化设计。 第四部分：自适应信号处理与现代算法 本书的后半部分聚焦于更高级和前沿的DSP技术，特别是涉及到系统辨识和噪声消除的自适应算法。 谱分析技术： 区别并深入探讨了经典谱估计（如周期图法）和现代谱估计方法（如最小方差无偏估计MVUE、AR/MA模型法）。重点解析了子空间法（如MUSIC、ESPRIT）在提高频率分辨率方面的优势。 自适应滤波器： 全面介绍了自适应滤波器的基本结构，核心讲解了最小均方（LMS）算法的收敛性、步长选择准则，并扩展到更高效的递归最小二乘（RLS）算法。这些内容是现代通信、回声消除和噪声抑制系统的关键。 小波变换导论： 提供了连续小波变换（CWT）和离散小波变换（DWT）的直观解释，阐述了小波包分解的概念，并展示了小波技术在去噪和特征提取中的强大能力。 第五部分：DSP实现与工具 为连接理论与实践，本书提供了详尽的工具使用指导。 MATLAB/Simulink实践： 每一章的理论讲解后都附有基于MATLAB环境的仿真示例，读者可以利用丰富的DSP工具箱（如Signal Processing Toolbox, Filter Design Toolbox）快速验证理论结果。 硬件平台接口概述： 简要介绍了主流DSP芯片（如德州仪器TMS320系列、ADI Blackfin系列）的架构特点，以及如何将设计好的算法映射到实际的硬件加速器上。 本书特色 本书的结构设计充分考虑了学习的连贯性，理论推导严谨而不失清晰，同时配有大量的工程实例和MATLAB代码片段，确保读者能够将所学知识迅速应用于解决实际的工程问题。通过本书的学习，读者将能够独立完成从信号采集、系统建模、算法设计到最终硬件实现的完整DSP系统开发流程。

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这本书的印刷质量，特别是图纸的清晰度，让我有些担忧。很多电路原理图和剖面结构图，线条边缘模糊，如果是在现场光线不佳的情况下，辨认细小的元件符号和连接关系会非常困难。我原指望它能提供一套标准化的、可直接用于培训新员工的维护流程图，但书中的流程图更多依赖于文字描述和手绘风格的示意图，缺少了现代工业标准化的图形符号。例如，在讲解如何更换电刷和调整电刷架角度时，书中仅仅给出了一个大致的示意，对于公差范围和关键定位点的描述比较含糊。我更希望看到的是基于ISO标准的图纸和详细的测量工具要求。尽管如此，书本在讲解电机故障的“经验判断”方面，倒是颇有心得。比如，通过听轴承运行的声音判断润滑情况，或者通过闻焦糊味判断绕组过热的程度，这些非量化的、需要多年积累的经验，被作者以一种朴实无华的语言记录了下来，这反而是现代依赖传感器的系统所缺乏的“人味儿”。

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这本书的定价相对于其内容的新颖度来说，感觉偏高了。我期待的是一本能深入探讨电机控制理论在复杂机械系统集成中的应用的书籍，比如在风力发电或高精度机床主轴中的电流谐波抑制技术。这本书的内容却像是从一个老旧的技术资料汇编里直接抽出来的，对现代电子功率器件的特性讨论几乎为零。它几乎完全忽略了功率半导体技术对电机控制带来的革命性影响，例如，对于PWM（脉冲宽度调制）技术的介绍也停留在非常基础的层次，远不能满足当前对电机效率和动态响应的高要求。但是，抛开前沿性不谈，这本书对于理解直流电机最核心的物理限制和机械设计的权衡取舍，有着不可替代的作用。它教会我们，任何先进的控制策略，最终都必须服务于电机本身的物理结构。对于那些需要深入研究电机本身结构缺陷如何影响性能的学者来说，这本书提供的那些关于定子铁芯叠片质量、槽形设计对磁密分布的影响等基础性内容，仍旧是理解电机设计的基石，只是需要读者自己去完成从“直流”到“交流”的知识迁移和概念升级。

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这部书的装帧设计实在是太复古了，封面那种略带陈旧感的排版和字体，一下子就把我带回了那个需要自己动手修理一切的年代。我本来是想找一本关于现代工业自动化控制系统的教材，希望能了解一下最新的伺服驱动和PLC应用，结果误打误撞拿到了这本。翻开目录，映入眼帘的居然是关于电枢反应、换向器打火这些老生常谈的话题，顿时心里有点失落。不过，当我开始认真阅读其中关于电枢绕组的检测和绝缘处理的章节时，发现作者对细节的描述极其到位。比如，对于不同等级绝缘材料的老化判断，书里提供的经验公式和现场操作步骤，简直就是一本活的现场操作手册。虽然技术点可能没有覆盖到最新的永磁同步电机，但对于那些在老旧厂房里维护着几十年前遗留下来的庞大直流设备的技术人员来说，这简直就是一本救命稻草。它强调的不是替换，而是“修复”，那种精雕细琢的匠人精神，在现在这个快速迭代的时代，显得尤为珍贵。我尤其欣赏它在故障诊断流程上的严谨性，每一步都像外科手术般精确，让人感到安心。

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我买这本书的初衷，是想深入研究一下变频器在异步电机驱动中的矢量控制算法的最新进展，特别是针对低速大扭矩输出时的电流环和速度环的解耦优化策略。结果，我手里拿着的这本册子，内容仿佛定格在了上个世纪末。它详细描绘了有级调压和斩波调速的电路拓扑，并且花了大量篇幅解释晶闸管（SCR）在高频开关下的散热问题，这在今天几乎已经被IGBT和MOSFET完全取代的背景下，显得有些“穿越”。我特意翻阅了关于“牵引”的部分，期望看到现代高铁或地铁所使用的永磁同步电机或交流异步电机在复杂工况下的运行特性，但书中主要集中在早期的直流牵引电动机的机械结构维护和简单的串并联控制上。尽管如此，书中对传统接触器和继电器控制逻辑的详细解析，对于理解现代电子控制系统底层逻辑的演变，倒是有历史的借鉴意义。它像是一面镜子，映照出我们技术进步的足迹，让人不得不佩服过去工程师的智慧。

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这本书的行文风格，坦率地说，有些过于“教科书式”了，缺乏一点现代技术读物中常见的活泼感和案例分析的趣味性。我本来是期望能看到一些关于高速重载应用中，牵引电机动态平衡和热管理的前沿研究，毕竟现在的轨道交通对能效和噪音控制要求极高。然而，书中大篇幅都在讲解基础的直流电机原理，如何计算匝数、如何进行绕线圈的浸漆烘干等等。虽然这些都是基础中的基础，但对于一个已经熟悉电机基础理论的工程师来说，阅读起来就显得有些冗长和重复。特别是关于电枢平衡的章节，它侧重于手工配重和数据记录，对于现代采用有限元分析（FEA）进行优化设计的方法几乎没有提及。不过，有一点倒是值得称赞，那就是它对材料特性的描述非常扎实，对于不同牌号的铜线和绝缘纸在不同温度下的机械性能变化，提供了大量的实验数据支持，这对于理论研究者来说，或许能提供一些原始参考价值，只是对于追求效率的实操人员来说，可能需要耐心才能从中提炼出有用的信息。

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