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页数:664

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出版时间:2008-5

价格:238.00元

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isbn号码:9787111239284

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• 机电产品
• 工业品
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• 制造
• 工业设备

机械工程与工业自动化前沿技术概览 本书旨在为机械工程、电气工程及其交叉领域的研究人员、工程师和高级技术人员提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术知识体系。 它并非传统的元器件或产品型号汇编，而是聚焦于如何将最前沿的科学发现转化为高效、智能的工业解决方案。全书结构围绕现代高端制造对“机电系统”提出的更高要求展开，强调理论深度、系统集成能力与实际应用价值的统一。 第一部分：高级运动控制与驱动系统创新 本部分深入探讨了传统伺服系统和驱动技术向更高精度、更高动态响应和更强适应性演进的最新进展。 1. 永磁同步电机（PMSM）的拓扑结构优化与磁路设计： 详细分析了面向高功率密度和宽调速范围需求的电机结构创新，包括扁线电机、轴向磁通电机（AFPM）的设计原理、关键参数的耦合优化方法。重点阐述了磁路拓扑变化对转矩脉动抑制、散热效率提升以及成本控制之间的平衡策略。引入了有限元分析（FEA）在电机参数精确预测中的应用范例，并对比了不同磁体材料（如钐钴、钕铁硼等级）在极端温度和高频工作条件下的性能衰减模型。 2. 宽禁带半导体（WBG）在变频驱动中的应用革命： 全面解析了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）功率器件取代传统硅基IGBTs在电机驱动器中的核心优势，包括开关损耗的大幅降低、工作频率的提升以及对散热系统要求的简化。内容涵盖了SiC MOSFET的短路保护机制、栅极驱动电路的优化设计，以及高频开关带来的EMI/EMC挑战及对策。探讨了模块化多电平变流器（MMC）架构在大型驱动系统中的应用潜力。 3. 高精度位置/速度反馈与传感器融合技术： 超越传统的编码器和解析器范畴，本章聚焦于非接触式、高分辨率的测量技术。详细介绍光栅传感器、电容式传感器（电容式编码器）的工作原理、精度标定流程及其抗油污、抗振动的鲁棒性设计。深入探讨了基于磁阻效应（如TMR/GMR）的绝对式角度传感器在恶劣环境下的可靠性提升策略，并介绍了利用多个低成本惯性测量单元（IMU）进行卡尔曼滤波或粒子滤波融合，实现高频、高精度的虚拟位置反馈技术。 第二部分：智能感知、决策与人机协作 本部分关注如何将先进的传感、计算与控制理论融合，实现装备的自主化和智能化。 4. 工业机器视觉与深度学习赋能的质量检测： 本书不提供现成的视觉设备清单，而是着重于算法和系统集成。内容涵盖了3D视觉技术（如结构光、TOF、双目立体匹配）在复杂表面形貌测量中的适用性分析。重点阐述了卷积神经网络（CNNs）在表面缺陷识别、零部件定位与抓取姿态判断中的模型构建与迁移学习方法。讨论了边缘计算设备（如NVIDIA Jetson系列）在实现实时高帧率视觉处理中的性能瓶颈与优化方案。 5. 振动分析、故障诊断与预测性维护（PdM）： 本章提供了从数据采集到故障预警的完整流程框架。深入解析了时频分析技术（如小波包分解、经验模态分解EMD）在提取弱故障特征信号中的应用。详细介绍了基于支持向量机（SVM）、随机森林及深度学习模型（如LSTM）构建的剩余使用寿命（RUL）预测模型，并讨论了如何设计低采样率、低功耗的无线传感器网络来持续监测关键轴承和齿轮箱的健康状态。 6. 现代机器人学的动力学建模与优化： 聚焦于高速、高负载机器人的控制挑战。内容包括牛顿-欧拉法和拉格朗日法在建立复杂多连杆机器人动力学模型中的对比与选择。重点讲解了基于模型的控制（MPC）技术在轨迹规划和约束处理中的应用，特别是针对关节摩擦、负载变化和外部干扰的实时补偿策略。此外，对基于力/力矩传感器的柔顺控制（Compliance Control）和接触力控制的实现细节进行了详尽的阐述。 第三部分：先进制造中的集成与互联技术 该部分探讨了机电系统如何融入数字化工厂的整体架构，实现数据驱动的优化。 7. 工业物联网（IIoT）与时间敏感网络（TSN）： 本书探讨了TSN标准如何解决传统以太网在实时性上的不足，并确保跨厂商、跨设备间的高确定性通信。详细分析了TSN的流量整形（Shaping）、时间同步（gPTP）和带宽预留机制在保证运动控制指令同步传输中的关键作用。同时，探讨了OPC UA结合MQTT在设备层数据采集与云端平台集成中的数据模型设计原则，以实现异构系统的互操作性。 8. 增材制造（AM）对机电产品结构件的影响与设计规范： 不涉及具体打印机型号，而是聚焦于设计方法论的转变。分析了拓扑优化算法如何生成满足特定载荷和刚度要求的轻量化结构，以及这些优化结构如何利用选区激光熔化（SLM）或电子束熔化（EBM）工艺实现。讨论了增材制造件的残余应力分析、微观组织控制及其对疲劳寿命评估的修正方法。 9. 数字化孪生（Digital Twin）在系统级验证中的构建与应用： 详细介绍了构建高保真机电系统数字孪生体的关键步骤：参数识别、多物理场耦合仿真（结构、热、电磁场）的集成。重点阐述了如何利用实时数据驱动（Data-Driven）的孪生模型，进行“假设-测试-部署”的闭环验证，从而在不中断实际生产的情况下，优化控制参数和预测维护策略。 总结： 本书的核心价值在于提供一个跨越传统学科界限的系统集成视角。它要求读者掌握从底层物理效应的理解（如磁场、半导体物理）到上层系统级算法的实现（如MPC、深度学习诊断），是致力于推动机电系统向更智能、更高效、更可靠方向发展的工程师的必备参考资料。

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这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种带着金属光泽的深蓝色调，配上简洁有力的白色字体，给人的第一印象就是专业、权威，一看就知道里面装的都是硬核干货。我当时在书店里一眼就被它吸引住了，虽然我主攻的领域稍微偏向自动化控制，而不是单纯的机电产品贸易，但我还是忍不住翻开了它。里面那些密密麻麻的参数表格和清晰的部件图示，看得我心潮澎湃。尤其是一些新型伺服电机和高精度传感器部分的介绍，简直是教科书级别的梳理。我本来以为它会是那种枯燥的、只有型号和价格堆砌的目录册子，但出乎意料的是，它在对关键技术指标的阐述上非常深入，比如不同温控系统的热响应时间对比，或者不同品牌减速箱的背隙公差范围分析，这些细节对于我们实际选型时太重要了。我特地对比了一下我手头几份老旧的供应商资料，发现这本书的信息更新速度和准确性都要高出好几个档次，能感受到编撰者在资料收集和校对上花了巨大的心血，绝对不是随便拼凑出来的东西。

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我得说，这本书的排版逻辑简直是反人类的流畅。作为一个常年和各种技术手册打交道的人，我深知一个好的目录册子，其“可检索性”比内容本身还重要。这本书将复杂的机电产品分门别类，逻辑严谨到令人发指的地步。比如，它不是简单地把“泵”放在一个大类里，而是细分成了“高粘度转子泵”、“螺杆泵”以及“隔膜泵”等，每个子分类下又根据驱动方式、适用介质做了进一步的导航。我那天就是为了找一款符合ATEX防爆标准的变频器，通常这需要在好几个不同的安全标准章节里交叉比对，费时费力。但在这本书里，我只是通过索引找到了“防爆设备”的专题，然后直接跳转到“过程控制与驱动”下的“Ex-d型变频器”部分，效率提升了至少一倍。这种精心设计的索引系统，对于需要快速定位特定规格产品的采购人员和工程师来说，简直是效率救星，比那些设计得很花哨但查找起来如同迷宫的电子数据库靠谱多了。

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这本书的实用价值已经超出了“目录”的范畴，更像是一本行业白皮书。我注意到它在介绍某些高端进口零部件时，会附带一段关于该产品在特定工业场景（比如半导体制造或精密机床）下的应用案例分析。这对于我们做项目投标时选择配套方案提供了极大的参考价值。例如，它提到某款直线导轨在应对高频往复运动时的动态刚度表现，并将其与市场上另一主流产品进行了定性的比较。这种“带着观点”的介绍，远比单纯罗列技术参数要高级得多。我感觉，这本书的撰写团队里一定有很多资深的技术顾问或者行业老兵，他们不仅仅是信息的搬运工，更是行业趋势的观察者和标准制定的参与者，才能把这些“内行话”如此自然地融入到产品介绍中去。这种深度和广度兼备的内容，让这本书在我的工作台上几乎没有被替换掉的可能。

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这本书最大的魅力，或许在于它像一座浓缩的工业博物馆，而非简单的买卖指南。虽然它列出了大量的商业产品信息，但它所构建的知识体系，却极具教育意义。我发现自己时不时会停下来，不是为了找某个零件，而是为了理解为什么某些技术规格会被设定为行业标准。它里面收录的一些传统机床附件的演变脉络，比如从机械式进给到数控化的过渡产品展示，让我这个年轻一代的技术人员对工业发展的历史有了更直观的认识。它不仅仅告诉你“什么能买”，更重要的是告诉你“什么技术是主流，什么技术是潜力股”。这种宏观的视野和微观数据的完美结合，使得这本书的价值远远超出了它的标价，它更像是一份经过时间沉淀和行业智慧淬炼而成的工业文献集，值得在技术人员的书架上占据一席之地，并且可以作为未来几年内技术选型和采购策略制定的核心参考资料。

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坦白讲，刚拿到手的时候，沉甸甸的手感让我有点吃惊，这得有多少页啊？翻阅过程中，那种纸张本身的质感也值得一提，不是那种廉价的铜版纸，而是一种稍微偏哑光的环保纸张，印刷的油墨非常饱满，即使是打印在小号字体的技术说明上，也清晰可见，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。最让我欣赏的是，它对一些通用标准件的描述，例如紧固件、密封件的最新国际标准（如ISO、DIN的最新修订版）的引用都非常及时。我上次因为一个密封圈选型错误导致设备停机，这次翻阅这本书，发现它对不同等级的耐压和耐温密封圈的选用标准做了非常详尽的表格对比，还标注了新旧标准的对应关系，这对于我们进行设备维护和升级换代时，规避合规风险太有帮助了。这种对细节的极致追求，是衡量一本工具书专业度的重要标尺。

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