具体描述
《自动控制原理及系统实验实训教程》共分4章，主要包括基于模拟电路型实验台的自动控制原理实验、微型锅炉过程控制实验装置与实训项目、基于MATLAB实时控制的液位控制实验装置及实训项目、基于Simulink动态仿真平台的控制系统实训项目。通过《自动控制原理及系统实验实训教程》的学习使学生能够进一步加深对控制原理及控制系统知识的理解和把握，提高学生实际动手能力。
《自动控制原理及系统实验实训教程》可作为高职院校电力技术类、能源类等相关专业的实验实训教材，也可作为从事相关控制工程技术人员的参考书。
《现代机械设计与制造技术》 内容简介 本书系统地阐述了现代机械设计与制造领域的核心理论、关键技术以及前沿发展趋势。旨在为机械工程专业的学生、工程师及相关研究人员提供一本全面、深入的学习与参考资料。内容涵盖了从基础的设计原理到先进的制造工艺，再到智能化、绿色化等现代机械工程发展方向，力求在理论深度和实践应用之间取得平衡。 第一部分 现代机械设计理论与方法 本部分深入探讨了机械产品设计过程中所涉及的各个关键环节和先进理念。 第一章 机械设计基础与创新思维 机械设计的内涵与发展演变：阐述了机械设计作为一门综合性工程学科的本质，回顾了从经验设计、计算设计到现代计算机辅助设计（CAD）的发展历程。强调了创新在机械设计中的驱动作用，引导读者树立“以人为本、以环境为先”的设计理念。 产品生命周期管理（PLM）与设计：介绍了PLM系统在机械产品全生命周期管理中的重要性，包括产品定义、研发、制造、服务直至报废的各个阶段。重点阐述了如何将PLM思想融入设计过程，实现信息共享、协同工作和高效迭代。 绿色设计与可持续发展：系统讲解了绿色设计的原则、方法和策略，如材料选择、能源效率、可拆卸性、可回收性等。探讨了如何在满足功能需求的同时，最大程度地减少对环境的影响，符合可持续发展的时代要求。 创新设计方法与工具：详细介绍了TRIZ（发明问题解决理论）、QFD（质量功能展开）、DFMA（面向制造与装配的设计）等创新设计方法。同时，阐述了脑力激荡、类比法、拓扑优化等通用创新思维技巧，并结合具体案例说明其应用。 第二章 机械强度与可靠性设计 应力与应变分析：复习并深化了材料力学中的基本概念，包括应力、应变、弹性模量、泊松比等。重点讲解了不同载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切）作用下的应力分布规律，以及应力集中的现象和影响。 材料的力学性能与选择：详细介绍了各种常用工程材料（金属、高分子材料、陶瓷、复合材料）的力学性能，如屈服强度、抗拉强度、疲劳极限、断裂韧性等。强调了根据零件的工作条件、载荷特性和使用环境，合理选择材料的重要性，并介绍了材料性能测试方法。 疲劳与断裂力学基础：深入分析了机械零件在交变应力作用下的疲劳失效机理，包括低周疲劳和高周疲劳。讲解了S-N曲线、疲劳极限、应力幅等关键参数。介绍了断裂力学基本概念，如裂纹尖端的应力强度因子、断裂韧度等，以及如何防止脆性断裂。 可靠性设计原理与方法：阐述了机械系统可靠性的概念、指标（失效率、平均无故障时间MTTF/MTBF）及其重要性。介绍了基于可靠性指标的参数设计、冗余设计、容错设计等方法。讲解了故障模式与影响分析（FMEA）等风险评估工具，以提高机械产品的可靠性。 有限元分析（FEA）在强度与可靠性设计中的应用：介绍了有限元方法的基本原理，以及如何利用ANSYS、ABAQUS等FEA软件对复杂结构的应力、应变、模态、疲劳寿命进行分析和优化。 第三章 机械动力学与振动分析 刚体动力学基础：复习了牛顿第二定律、达朗贝尔原理等，讲解了质点和刚体的运动学和动力学方程。重点分析了惯性力、离心力、科里奥利力等对机械系统运动的影响。 机械系统的动力学建模：介绍了拉格朗日方程、哈密顿方程等能量法在建立复杂机械系统动力学模型中的应用。讲解了如何建立多刚体系统的动力学模型，考虑连杆、关节、弹簧、阻尼等元件的影响。 机械振动理论：详细讲解了单自由度、多自由度系统的自由振动和受迫振动。包括固有频率、模态、阻尼比、共振等概念。分析了各种激励源（不平衡、冲击、脉动）对系统振动的影响。 机械振动控制与降噪：介绍了减振、隔振、吸振等基本原理和方法。重点探讨了主动隔振、被动隔振、动力吸振器等技术在机械设备中的应用，以及如何通过结构优化、材料选用等手段降低机械噪声。 计算动力学与振动分析软件应用：介绍了MATLAB/Simulink、Adams等在动力学仿真和振动分析中的应用，通过实例演示如何对复杂的机械机构进行运动学、动力学及振动仿真。 第四章 机械传动与驱动技术 齿轮传动设计与应用：详细讲解了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮等传动的设计计算，包括齿形、模数、压力角、齿宽的选择，以及强度校核。介绍了准双曲面齿轮和行星齿轮等高效传动。 带传动与链传动：分析了V带、平带、同步带的传动原理、特点、选择与设计计算。讲解了滚子链、特种链的选型、设计与应用。 摩擦与滚动轴承：详细介绍了各种滑动轴承和滚动轴承的结构、工作原理、选择与润滑。讲解了轴承的寿命计算和失效分析。 其他传动形式：介绍了液压传动、气压传动、电磁传动等特种传动方式的特点、组成和应用。 电机与驱动系统：概述了各种常用电动机（直流电机、交流异步电机、同步电机、伺服电机）的工作原理和选型。介绍了变频器、伺服驱动器等现代驱动技术在实现精确控制和节能方面的作用。 第二部分 现代制造技术与工艺 本部分聚焦于现代机械制造领域的前沿技术和先进工艺。 第五章 先进制造工艺与装备 数控加工技术（CNC）：详细介绍了数控机床的基本原理、组成及工作流程。讲解了数控编程（G代码、M代码）的基本知识，以及刀具路径规划、加工策略等。重点介绍了高速切削、精密加工和五轴联动等先进数控技术。 金属切削机理与优化：深入分析了切削过程中切屑的形成、切削力、切削热、刀具磨损等。介绍了优化切削参数、选择合适的刀具材料和几何形状以提高加工效率、精度和表面质量的方法。 特种加工技术：详细介绍了电火花加工（EDM）、激光加工（LASE R）、等离子体加工（PAC）、超声波加工（USM）等特种加工方法的原理、工艺特点、适用范围和设备。 增材制造（3D打印）技术：系统介绍了FDM、SLA、SLS、DMLS等主流的增材制造技术原理、工艺流程、材料特性和应用领域。强调了其在快速原型制造、复杂结构制造、个性化定制等方面的颠覆性作用。 智能制造与工业4.0：阐述了智能制造的核心理念，包括工业互联网、大数据、人工智能、机器人技术在制造过程中的集成应用。介绍了智能工厂、柔性生产线、预测性维护等概念。 第六章 材料成形技术 铸造工艺：详细介绍了砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、离心铸造等常用铸造方法，以及熔炼、浇注、凝固、后处理等工艺环节。分析了铸件缺陷的成因及预防措施。 锻压工艺：阐述了自由锻、模锻、轧制、挤压、拉伸等锻压方法的原理和特点。介绍了模具设计、工艺规程制定及锻件质量控制。 焊接工艺：详细讲解了电弧焊（SMAW, GTAW, GMAW）、电阻焊、激光焊、摩擦搅拌焊等常用焊接方法的原理、工艺参数和应用。分析了焊接过程中的热影响区、变形及焊接缺陷。 塑性成形技术：介绍了金属的冷镦、冲压、弯曲、拉深等塑性变形原理和工艺。重点分析了薄板冲压件的设计与制造。 高分子材料成形：讲解了注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压塑成型等高分子材料的加工方法。 第七章 表面工程与精密测量 表面处理技术：详细介绍了电镀、阳极氧化、化学镀、热处理（渗碳、氮化、淬火、回火）、涂层技术（PVD, CVD）等表面强化和功能化技术。分析了它们对提高零件耐磨性、耐腐蚀性、硬度等性能的作用。 精密测量原理与方法：系统介绍了线度量、角度量、形状度、位置度等测量概念。讲解了游标卡尺、千分尺、量块、百分表等通用量具的使用。 坐标测量技术（CMM）：详细介绍了三坐标测量机的结构、工作原理、测量模式和测量软件的应用。阐述了其在复杂零件高精度测量中的关键作用。 光学测量技术：介绍了显微镜、干涉仪、激光扫描仪等光学测量方法及其在微观形貌、尺寸测量中的应用。 粗糙度测量：讲解了表面粗糙度的评定参数（Ra, Rz等）、测量方法和仪器。 第三部分 智能化与集成化制造 本部分着眼于未来机械工程的发展趋势，探讨智能化、集成化技术如何重塑机械产品的设计与制造。 第八章 机器人技术与自动化生产线 工业机器人基础：介绍了工业机器人的基本组成（机械臂、控制器、末端执行器）、运动学与动力学、轨迹规划。 机器人应用与集成：重点阐述了工业机器人在自动化装配、焊接、喷涂、搬运等生产环节的应用。介绍了机器人与PLC、传感器、视觉系统等其他自动化设备的集成。 柔性制造系统（FMS）与自动化生产线设计：讲解了FMS的构成、特点和优势。介绍了自动化生产线的规划、布局、设备选型和控制策略。 第九章 嵌入式系统与智能控制 嵌入式系统概述：介绍了嵌入式系统的基本概念、软硬件组成，以及其在机械设备中的应用，如运动控制、数据采集、人机交互等。 微控制器（MCU）与传感器技术：讲解了常用MCU（如ARM系列、AVR系列）的架构和开发。介绍了各种传感器（如温度、压力、位移、力、视觉传感器）的工作原理、选型与应用。 现代控制理论基础：复习了PID控制、状态空间控制等经典控制理论，并介绍了模糊控制、神经网络控制、自适应控制等智能控制方法。 机电一体化设计：阐述了机电一体化产品（如数控机床、机器人、精密仪器）的设计流程和关键技术，强调了机械、电子、信息、控制等学科的交叉融合。 第十章 数据驱动的智能制造 工业大数据分析：介绍了工业大数据的采集、存储、处理和分析方法。重点讲解了如何利用数据进行生产过程优化、质量预测、故障诊断和能效管理。 人工智能在制造中的应用：探讨了机器学习、深度学习在零件缺陷检测、工艺参数优化、生产调度、供应链管理等方面的应用。 数字孪生（Digital Twin）技术：详细介绍了数字孪生的概念、构建方法、应用价值，以及它如何实现虚拟与现实的融合，驱动智能制造的创新。 本书力求内容详实，条理清晰，既注重理论深度，又紧密结合工程实践。通过丰富的图表、案例分析和思考题，帮助读者深入理解现代机械设计与制造技术的精髓，并为解决实际工程问题提供理论指导和技术支持。
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