运动控制系统

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页数:283
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出版时间:2009-8
价格:26.00元
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isbn号码:9787560622552
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图书标签:
  • 运动控制
  • 自动化
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具体描述

《运动控制系统》共8章,主要内容包括运动控制理论的基本知识,单闭环直流调速系统,转速、电流双闭环直流调速系统,直流脉宽调速(PWM)系统,交流调压调速系统和串级调速系统,交流异步电动机变压变频调速系统,变频器应用技术和数字控制交直流调速系统等。

《运动控制系统》将交、直流调速运动控制技术和MATLAB/Simulink仿真技术有机结合在一起,着重体现高等职业教育以应用型教育为主导培养方向的办学理念,遵循理论和实际相结合的原则,强调工程应用,将实践内容与理论教学内容相结合。

《运动控制系统》可作为高等职业技术学校、高等专科学校、继续教育学院等专科层次学校的电气技术、工业电气自动化、机电应用技术等相关专业的教材,也可作为本科院校的学生及广大电气爱好者和从事现场工作的工程技术人员的参考书。

机械动力学基础与结构设计 书籍简介 本书深入探讨了机械系统动力学的基本原理及其在工程结构设计中的实际应用。全书内容围绕运动规律的数学描述、能量守恒定律在机械分析中的应用、复杂系统的建模与仿真,以及面向可靠性和效率的结构优化设计展开,旨在为读者构建一个扎实且全面的理论框架和实践工具箱。 第一部分:经典力学与系统建模 本部分首先回顾了牛顿力学在刚体运动分析中的核心地位,随后迅速过渡到更具工程实用性的拉格朗日和哈密顿力学框架。 第一章:刚体运动学的精确描述 本章重点解析了在三维空间中描述刚体运动所必需的数学工具,包括欧拉角、四元数及其在空间姿态描述和转换中的应用与局限性。详细阐述了瞬时旋转中心(ICR)的概念,并介绍了旋量理论(Screw Theory),展示了如何用统一的代数结构来表示和计算空间刚体的运动和静力学平衡。特别强调了坐标系选择对运动方程简化程度的影响。 第二章:约束的分析与系统自由度 系统约束是机械建模的关键第一步。本章系统地分类了各种几何和运动学约束(如转动副、移动副、万向节等),并引入了德阿兰贝尔原理(D'Alembert's Principle),将其作为连接静力学与动力学的桥梁。通过格里菲斯法(Grübler's Criterion),读者将学会精确计算平面机构和空间机构的自由度,并分析冗余约束对系统解耦的影响。 第三章:拉格朗日方程的构建与应用 本书的核心理论部分之一。本章详述了如何基于动能 $T$ 和位能 $V$ 构建系统的拉格朗日方程。重点在于广义坐标的选择,包括如何利用最小坐标集来避免不必要的约束力计算。针对含非保守力的系统(如阻尼、摩擦),详细推导了带广义力项的拉格朗日方程,并给出了若干经典机械系统(如双摆、弹性支撑的振动系统)的建模案例。 第四章:变质量系统与经典问题 本章探讨了质量随时间变化的系统,如火箭推进系统和料斗卸料过程。基于动量定理的积分形式,推导了变质量系统的运动方程。此外,本部分还深入分析了陀螺效应(Gyroscopic Effects),特别是其在高速旋转机械(如涡轮机、飞轮)中的影响及其在稳定性分析中的重要性。 第二部分:振动分析与模态理论 本部分聚焦于机械系统在受到扰动或周期性激励下的动态响应,是评估结构疲劳寿命和系统稳定性的基础。 第五章:单自由度与多自由度系统振动 本章从最基本的单自由度粘性阻尼系统开始,分析自由振动、受迫振动及共振现象。随后扩展至多自由度系统,重点讲解了矩阵形式的运动方程。通过特征值问题,系统地求解了系统的固有频率和振型(Mode Shapes),解释了模态解耦的概念及其对复杂系统分析的简化作用。 第六章:连续体的振动分析与模态实验 将离散化模型扩展至连续体,如梁、板的振动。引入了欧拉-伯努利梁理论和提莫申科梁理论,推导了基本边界条件下的特征方程。本章还介绍了模态试验(Modal Testing)的基本流程,包括传感器布置、数据采集(如使用频响函数FRF)以及实验结果与有限元模型的对比验证方法。 第七章:随机振动与机械可靠性 针对实际工程中普遍存在的随机载荷(如风载、地震、路面激励),本章介绍了随机振动的理论基础,包括功率谱密度(PSD)的概念。应用维纳-霍夫曼理论,分析系统对随机输入的响应,并计算结构的均方根(RMS)响应值,为疲劳损伤评估提供定量依据。 第三部分:结构动态设计与优化 本部分将理论分析与工程设计实践紧密结合,重点关注如何通过结构布局和材料选择来满足动态性能要求。 第八章:机械系统中的阻尼机制与控制 详细分类了机械系统中的阻尼来源,包括内部阻尼(材料阻尼)和外部阻尼(粘滞阻尼、库仑摩擦)。讨论了主动和被动减振技术,如使用质量弹簧阻尼器(TMD)来抑制特定频率的振动,并介绍了基于黏弹性材料的阻尼优化设计方法。 第九章:瞬态响应与冲击载荷分析 本章侧重于系统的瞬态行为,特别是对冲击载荷(Impulse Loading)的响应。利用卷积积分计算系统在任意非周期载荷下的响应,并分析了结构的冲击系数。针对非线性冲击(如碰撞),初步介绍了能量法和接触刚度模型在分析中的应用。 第十章:面向动态性能的结构优化 本章引入了现代设计流程中的拓扑优化和形貌优化思想,但重点放在如何将动力学目标函数纳入优化算法中。讨论了刚度/质量比优化、基频(一阶固有频率)最大化设计,以及如何通过拓扑设计来避免应力集中和模态耦合,以满足特定工作环境下的动态稳定性要求。 总结与展望 全书贯穿着对物理直觉与数学严谨性平衡的追求,强调了动力学分析不仅仅是求解微分方程,更是对机械系统内在运动规律的深刻理解和对潜在风险的预判能力。通过大量的工程实例和计算方法介绍,本书旨在培养读者将理论模型转化为实际、可靠的机械系统设计方案的能力。

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《运动控制系统》这本书,我翻开时,脑子里浮现的是那些精密的工业机器人手臂,在流水线上行云流水般地工作,每一个动作都精准到毫厘。我一直对机械与智慧的结合充满好奇,而这本书的名字,就仿佛为我打开了一扇通往这个神秘领域的大门。当我迫不及待地翻阅内页,看到那些关于电机类型、编码器原理、PID调节算法的详尽阐述时,我的内心是既兴奋又带着一丝挑战的。我不是专业出身,但作者用一种循序渐进的方式,从最基础的概念讲起,逐步深入到复杂的系统设计。 我尤其喜欢书中对伺服电机控制的解读,它不仅仅是告诉我们如何调节电压电流,更是深入剖析了伺服系统内部的反馈机制,以及如何通过优化参数来达到最优的动态响应。当我读到关于“位置控制”、“速度控制”和“力矩控制”的不同模式时,我开始意识到,运动控制远比我想象的要复杂和精妙。书中还列举了大量的实际应用案例,比如数控机床的精度控制、AGV(自动导引车)的路径规划,甚至是一些高端的医疗设备,都离不开强大的运动控制系统。这些案例让我能够更直观地理解书中所讲的理论知识,仿佛自己也身临其境地参与到这些高科技的研发和应用中。 这本书在阐述理论的同时,也非常注重实践。我发现书中提供了不少伪代码和算法流程图,这对于我这样的初学者来说,简直是救星。它让我能够将抽象的理论转化为可以理解的逻辑,并且尝试在脑海中模拟这些控制过程。虽然我目前还没有机会接触到实际的硬件设备,但通过书中的描述,我能够想象出如何通过编程来实现对电机速度和位置的精确控制。特别是关于“轨迹规划”的部分,它就像是在指挥一个熟练的舞者,告诉它何时加速、何时减速、何时转向,每一个步调都恰到好处,展现出一种优雅的运动美学。 我特别欣赏作者在解释一些关键概念时所使用的类比。例如,在讲解PID控制器时,作者将P、I、D三个参数比作调整火候的三个方面,P参数关注当前的误差,I参数关注过去的误差累积,D参数则关注误差的变化趋势。这样的比喻非常形象生动,帮助我轻松地理解了PID控制器的工作原理,以及它们是如何协同作用来稳定和精确地控制运动的。这让我觉得,即使是看似枯燥的技术理论,也可以通过巧妙的语言和生动的例子变得引人入胜。 书中的一个章节专门讨论了“噪声”对运动控制系统的影响,以及如何通过滤波技术来抑制噪声,保证控制的稳定性。这让我意识到,在实际的工程应用中,往往会遇到各种各样意想不到的干扰,而一个优秀的运动控制系统,不仅要实现精确控制,还要具备良好的鲁棒性。书中介绍的低通滤波、高通滤波等概念,以及它们在不同场景下的应用,都让我受益匪浅。我开始思考,在未来的生活中,如果我遇到类似的问题,我也可以尝试运用这些方法来解决。 我还在书中读到了关于“模型预测控制”(MPC)的介绍,这是一种更高级的控制策略,它能够根据系统模型和未来的预测来优化控制信号。虽然这部分内容对我来说有些挑战,但作者的讲解仍然清晰易懂,并且通过实例说明了MPC在复杂动态系统中的优势。这让我对运动控制的未来发展有了更深的认识,也激发了我进一步学习的兴趣,我希望能有更多的机会去探索这些前沿的控制技术。 这本书的排版设计也很人性化,文字大小适中,章节划分清晰,关键术语和公式都有专门的标注和解释。阅读过程中,我很少会感到疲劳,反而会因为理解了新的知识点而感到充实和快乐。书中的图表也绘制得非常精美,能够直观地展示出各种控制信号的变化趋势和系统响应。我还会时不时地回过头去翻阅那些我曾经觉得难以理解的部分,现在再看,却有了豁然开朗的感觉。 我注意到书中在讲述“状态估计”时,提到了卡尔曼滤波器。这个名字我之前在一些关于导航和定位的科普文章中也看到过,终于在这本书中找到了它在运动控制系统中的具体应用。通过卡尔曼滤波器,可以从带有噪声的测量数据中估计出系统的真实状态,这对于实现高精度的运动控制至关重要。作者的讲解深入浅出,让我对这个强大的滤波算法有了更清晰的认识。 书中的某些章节还讨论了“阻抗控制”和“自适应控制”等更高级的主题。阻抗控制让机器人能够与环境进行柔顺的交互,而自适应控制则能够根据环境的变化自动调整控制策略。这些内容让我看到了运动控制系统在人机协作、柔性制造等领域的巨大潜力,也让我对未来的自动化技术有了更多的期待。 总的来说,这是一本内容翔实、讲解清晰、案例丰富、理论与实践相结合的优秀图书。即使我目前还不是该领域的专家,但通过这本书的学习,我对运动控制系统有了系统性的了解,并且激发了我深入研究的兴趣。我相信,这本书不仅能为专业人士提供宝贵的参考,也能为像我一样对这个领域充满好奇的初学者打开一扇知识的大门。

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《运动控制系统》这本书,在我手中,仿佛是一本开启精密机械世界大门的钥匙。我一直对那些能够在自动化生产线上流畅运行的机器人手臂、在精密仪器中精准执行操作的机械部件,以及在复杂环境中自主导航的车辆系统充满着好奇。这本书的名字,直接触及了我对这些“智慧运动”背后驱动技术的探索欲望。 我从书中对整个运动控制系统架构的清晰阐释开始,理解了从“感知”到“决策”再到“执行”的完整流程。作者非常详细地介绍了各类“传感器”,如编码器(增量式和绝对式)、测速电机、激光雷达等,它们如何将物理世界的运动信息转化为数字信号,为系统的精确控制提供“眼睛”和“耳朵”。我尤其对不同类型编码器的工作原理及其在提高定位精度方面的作用进行了深入的学习。 随后,我将注意力完全集中在“控制器”的核心——PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用一种非常形象且易于理解的方式,将P、I、D这三个参数比作调整火候、调味和翻炒的动作。我开始明白,P参数负责处理当前的误差,I参数能够消除过去的累积误差,而D参数则能够预测未来误差的变化趋势。书中丰富的控制曲线图,生动地展示了不同参数设置下系统响应的差异,让我对如何通过调整参数来优化系统的稳定性和响应速度有了更直观的认识。 执行器,是赋予系统“行动力”的关键。书中对伺服电机、步进电机、液压缸等各类执行器的原理和选型依据进行了详尽的介绍。我特别对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制方面的应用产生了浓厚的兴趣。作者对伺服系统闭环反馈机制的解析,让我明白了为何伺服电机能够实现如此高精度的运动控制。 “轨迹规划”是书中一个让我倍感着迷的章节。这就像是为机械臂的每一次动作编写一份完美的“演出脚本”。作者介绍了多种轨迹生成方法,如多项式插值、样条插值等,这些方法能够确保运动过程的平滑性和连续性,避免了不必要的冲击和振动,从而显著提升了系统的整体性能。 我对书中关于“系统辨识”的论述也印象深刻。我了解到,在实际的工程应用中,物理系统的模型参数往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得更精确的模型,从而为控制器的设计和优化提供坚实的基础。作者介绍的辨识方法,如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还强调了“鲁棒性”的重要性。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作良好,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的微小变化。作者介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 书中包含的工程案例也十分丰富,从数控机床的加工精度控制,到工业机器人的协同运动,再到AGV(自动导引车)的路径跟踪,这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密联系起来,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些概念对我来说还需要进一步的学习和消化,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也极大地激发了我继续深入探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点,让我对这项精密技术有了更深层次的理解和敬畏。

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《运动控制系统》这本书,当我拿到它的时候,内心就充满了对未知领域的探索欲望。我对那些能够精确执行复杂动作的机械臂、自动化生产线以及无人驾驶车辆一直抱有浓厚的兴趣,而这本书的名字,仿佛就是这一切的钥匙。我迫不及待地翻开书页,想了解隐藏在这些精密运作背后的技术秘密。 书中的开篇,就为我勾勒出了一个完整的运动控制系统的框架。从传感器的信号采集,到控制器的运算处理,再到执行器的动作输出,每一个环节都描绘得清晰而细致。我特别关注了关于“传感器”的部分,了解了不同类型的传感器,如编码器、测速电机、激光测距仪等,它们是如何将物理世界的运动信息转化为数字信号,为控制系统提供“眼睛”和“耳朵”。 接着,我深入学习了“控制器”的核心部分,特别是PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用非常形象的比喻,将P、I、D三个参数比作调整烹饪的火候、调味和翻炒。我开始理解,为什么PID算法能够如此广泛地应用于各种控制系统中,它既能快速响应当前误差(P),又能消除过去的累积误差(I),还能预测未来误差的变化趋势(D),从而达到精准稳定的控制。 书中还详细介绍了各种类型的“执行器”,如伺服电机、步进电机、液压缸等,以及它们的工作原理和选型依据。我特别对伺服电机的控制原理产生了浓厚的兴趣,了解了如何通过闭环反馈来精确控制电机的转速、位置甚至扭矩。这让我意识到,运动控制不仅仅是理论上的计算,更需要与实际的硬件设备进行紧密的结合。 我发现书中对“轨迹规划”部分也进行了深入的探讨。这就像是在为运动的物体绘制一条完美的“路径图”,从起点到终点,如何平滑地加速、减速、转向,才能使得运动过程既高效又符合实际要求。作者介绍的插值算法、优化算法等,都为实现高精度的运动轨迹提供了理论基础。 令我惊喜的是,书中还涉及了许多关于“系统辨识”的内容。我了解到,实际的物理系统往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获取系统的模型参数,从而为控制器的设计和优化提供依据。作者提供的辨识方法和步骤,对于实际工程应用来说,具有非常高的参考价值。 在阅读过程中,我也注意到作者对“鲁棒性”的强调。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下表现出色,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的变化。书中介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 我还了解到了一些更高级的控制理论,例如“模型预测控制”(MPC)和“模糊控制”。MPC通过预测未来一段时间的系统行为,来优化当前的控制决策,而模糊控制则能够处理一些难以用精确数学模型描述的非线性系统。这些内容让我对运动控制系统的发展前景有了更深的认识。 书中还包含了很多具体的工程案例,例如数控机床的精度控制、工业机器人的协同运动、AGV(自动导引车)的路径跟踪等。通过这些案例,我能够将书本上的理论知识与实际应用联系起来,更好地理解运动控制系统在各行各业中的重要作用。 总的来说,《运动控制系统》这本书内容丰富、条理清晰、理论与实践并重。它不仅为我系统地讲解了运动控制的基本概念和核心技术,还让我对这一领域的最新发展有了初步的了解。这本书是学习和研究运动控制的绝佳读物,它点燃了我对这项技术更深层次探索的热情。

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《运动控制系统》这本书,在我手中,承载着我对精准、高效自动化技术的向往。我一直对那些能够赋予机械以“生命”,让它们在复杂环境中精确执行任务的系统感到着迷。这本书的名字,直接点燃了我探索这些“智慧运动”背后奥秘的火花。 我从书中对运动控制系统整体架构的介绍入手,了解了传感器、控制器、执行器以及通信接口等核心组成部分。特别是在“传感器”部分,我对编码器(增量式和绝对式)的工作原理及其在精确测量位置和速度方面的作用进行了深入的学习。作者对不同传感器类型的优缺点和适用场景进行了详细的对比分析,这让我对传感器的选择有了更清晰的认识。 随后,我将注意力完全集中在“控制器”的核心——PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用非常形象生动的比喻,将P、I、D这三个参数比作调整烹饪的火候、调味和翻炒的动作。我开始理解,P参数关注当前的误差,I参数负责消除长期的累积误差,而D参数则能够预测未来误差的变化趋势,从而实现稳定而精确的控制。书中丰富的控制曲线图,直观地展示了不同参数设置对系统响应的影响。 执行器,是赋予系统“运动能力”的关键。书中对伺服电机、步进电机等执行器的原理和选型依据进行了详尽的介绍。我尤其对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制方面的应用产生了浓厚的兴趣。作者对伺服系统闭环反馈机制的解析,让我明白了为何伺服电机能够实现如此高精度的运动控制。 “轨迹规划”是书中一个让我倍感着迷的章节。这就像是为机械臂的每一次动作编写一份完美的“演出脚本”。作者介绍了多种轨迹生成方法,如多项式插值、样条插值等,这些方法能够确保运动过程的平滑性和连续性,避免了不必要的冲击和振动,从而显著提升了系统的整体性能。 我对书中关于“系统辨识”的论述也印象深刻。我了解到,在实际的工程应用中,物理系统的模型参数往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得更精确的模型,从而为控制器的设计和优化提供坚实的基础。作者介绍的辨识方法,如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还强调了“鲁棒性”的重要性。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作良好,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的微小变化。作者介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 书中包含的工程案例也十分丰富,从数控机床的加工精度控制,到工业机器人的协同运动,再到AGV(自动导引车)的路径跟踪,这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密联系起来,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些概念对我来说还需要进一步的学习和消化,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也极大地激发了我继续深入探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点,让我对这项精密技术有了更深层次的理解和敬畏。

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《运动控制系统》这本书,在我手中,不仅仅是一本技术书籍,更像是一扇通往精密机械世界的大门。我对那些能够以毫秒级的精度完成复杂操作的机械臂、精密仪器以及智能装备一直充满着强烈的好奇心。这本书的名字,直接命中了我内心深处对这类“智慧运动”的渴望。 我首先被书中对整个运动控制系统架构的阐释所吸引。作者细致地描绘了从传感器接收指令,到控制器进行运算,再到执行器产生动作的完整流程。我特别仔细地阅读了关于“传感器”的部分,了解了各种类型的编码器(如增量式和绝对式)是如何精确地捕捉机械部件的位置和速度信息,以及它们在不同应用中的优势和局限性。 接着,我深入探索了“控制器”的核心——PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用一种非常生动的方式,将P、I、D这三个看似抽象的参数,比作驾驶汽车时对油门、刹车和方向盘的协调操作。P参数关注当前的误差,I参数则能够消除长期的累积误差,而D参数则能够预测未来的误差变化趋势。书中大量的控制曲线图,将这些算法的实际效果直观地展现出来,让我对如何通过调整参数来优化系统的响应速度和稳定性有了更深刻的认识。 执行器,是赋予系统“运动生命”的关键。书中对伺服电机、步进电机等执行器的原理进行了详尽的介绍,让我了解到它们是如何将电信号转化为精确的机械运动。特别是对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制的应用,作者的解析非常到位,让我意识到了实现高精度运动需要对执行器进行精细的调校和控制。 “轨迹规划”是书中一个让我倍感惊奇的章节。这就像是为机械臂的每一次动作编写一份完美的“演出剧本”。作者介绍了多种轨迹生成方法,如多项式插值、样条插值等,这些方法能够确保运动过程的平滑性和连续性,避免了不必要的冲击和振动,从而显著提升了系统的整体性能。 我对书中关于“系统辨识”的论述也印象深刻。我了解到,在实际的工程应用中,物理系统的模型参数往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得更精确的模型,从而为控制器的设计和优化提供坚实的基础。作者介绍的辨识方法,如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还强调了“鲁棒性”的重要性。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作良好,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的微小变化。作者介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 书中包含的工程案例也十分丰富,从数控机床的加工精度控制,到工业机器人的协同运动,再到AGV(自动导引车)的路径跟踪,这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密联系起来,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些概念对我来说还需要进一步的学习和消化,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也极大地激发了我继续深入探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点,让我对这项精密技术有了更深层次的理解和敬畏。

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《运动控制系统》这本书,在我手中,散发着一种严谨而迷人的科技气息。我一直对那些能够赋予机械生命、让它们精准、高效地完成复杂任务的技术充满着好奇。这本书的名字,正是我想要探寻的答案。 我从书中对运动控制系统整体架构的介绍入手,了解了传感器、控制器、执行器以及通信接口等核心组成部分。特别是在“传感器”部分,我对编码器(增量式和绝对式)的工作原理及其在精确测量位置和速度方面的作用进行了深入的学习。作者对不同传感器类型的优缺点和适用场景进行了详细的对比分析。 随后,我将注意力完全集中在“控制器”的核心——PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用非常形象生动的比喻,将P、I、D这三个参数比作调整烹饪的火候、调味和翻炒的动作。我开始理解,P参数关注当前的误差,I参数负责消除长期的累积误差,而D参数则能够预测未来误差的变化趋势,从而实现稳定而精确的控制。书中丰富的控制曲线图,直观地展示了不同参数设置对系统响应的影响。 执行器,是赋予系统“运动能力”的关键。书中对伺服电机、步进电机等执行器的原理和选型依据进行了详尽的介绍。我尤其对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制方面的应用产生了浓厚的兴趣。作者对伺服系统闭环反馈机制的解析,让我明白了为何伺服电机能够实现如此高精度的运动控制。 “轨迹规划”是书中一个让我倍感着迷的章节。这就像是为机械臂的每一次动作编写一份完美的“演出脚本”。作者介绍了多种轨迹生成方法,如多项式插值、样条插值等,这些方法能够确保运动过程的平滑性和连续性,避免了不必要的冲击和振动,从而显著提升了系统的整体性能。 我对书中关于“系统辨识”的论述也印象深刻。我了解到,在实际的工程应用中,物理系统的模型参数往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得更精确的模型,从而为控制器的设计和优化提供坚实的基础。作者介绍的辨识方法,如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还强调了“鲁棒性”的重要性。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作良好,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的微小变化。作者介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 书中包含的工程案例也十分丰富,从数控机床的加工精度控制,到工业机器人的协同运动,再到AGV(自动导引车)的路径跟踪,这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密联系起来,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些概念对我来说还需要进一步的学习和消化,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也极大地激发了我继续深入探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点,让我对这项精密技术有了更深层次的理解和敬畏。

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《运动控制系统》这本书,在我手中,仿佛是一个充满魔力的宝盒,等待着我去开启它隐藏的秘密。我对那些能够精确、高效地完成各种动作的机械系统,无论是复杂的工业机器人,还是精密的医疗设备,都充满了好奇。这本书的名字,直接点燃了我探索这些背后驱动力的热情。 当我翻开书的第一页,便被书中严谨而清晰的逻辑所吸引。作者并没有急于深入复杂的算法,而是从最基础的“运动控制系统构成”开始,为我构建了一个完整的知识框架。我了解到,一个典型的运动控制系统,就像一个有条不紊的“大脑”和“身体”的协同工作。 我开始学习关于“传感器”的部分。从最常见的编码器(增量式和绝对式),到各种能够测量速度、位置、甚至力的传感器,它们如同系统的“触角”,感知着外部世界的细微变化。作者对不同传感器的工作原理、优缺点以及在不同应用场景下的选择进行了详细的阐述,这让我明白,传感器的选择直接影响着整个系统的精度和性能。 接着,我将目光聚焦在“控制器”的核心。PID(比例-积分-微分)控制算法,无疑是这一章节的重中之重。作者用通俗易懂的语言,解释了P、I、D三个参数是如何协同作用,来纠正系统中的误差。我能够想象,P参数如同“即时响应”,I参数负责“清除历史遗留问题”,而D参数则是在“预判未来”。书中提供的各种控制曲线图,更是将抽象的算法直观地展现出来,让我对如何调整参数以达到最佳控制效果有了更深刻的理解。 执行器,是赋予系统“行动力”的关键。书中对伺服电机、步进电机等执行器的介绍,让我了解了它们是如何将电能转化为机械运动的。特别是对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制方面的应用,作者进行了详尽的解析,这让我意识到了,实现精确的运动,需要对执行器进行精细的调校和控制。 “轨迹规划”是书中一个让我非常着迷的部分。这就像是为机器人的每一个动作编写一份完美的“舞谱”。作者介绍了多种轨迹生成的方法,如多项式插值、样条插值等,它们能够保证运动的平滑性和连续性,避免了突兀的加速和减速,从而提高系统的整体性能。 我也对书中关于“系统辨识”的章节印象深刻。我了解到,实际的物理系统往往存在模型不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得精确的系统模型,从而为控制器设计提供基础。作者介绍的辨识方法,例如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还涵盖了许多关于“鲁棒控制”的内容,如何让系统在面对外部干扰和参数变化时,依然能够保持稳定的性能。这让我认识到,一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作,更要具备应对各种“突发状况”的能力。 书中的案例分析也十分精彩,从简单的单轴位置控制,到复杂的机器人多轴协同运动,作者都进行了深入的讲解。这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际工程应用紧密结合,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些内容对我来说还有些学习的门槛,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也激发了我继续深入学习的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容翔实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点。

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《运动控制系统》这本书,在我手中,不仅仅是一本技术手册,更是一次深入探秘精密工程世界的奇妙旅程。我对那些能够以难以置信的精度和速度执行复杂动作的机械系统,如工业机器人、数控机床、甚至医疗手术机器人,一直抱有极大的好奇。这本书的名字,直接命中了我的兴趣点,我迫不及待地想了解驱动这一切的“幕后英雄”。 我被书中对整个运动控制系统架构的严谨梳理所吸引。作者循序渐进地讲解了系统的组成部分,从最初的“感知”环节——各类传感器(如编码器、光电传感器、压力传感器),到“思考”环节——各种微处理器和DSP(数字信号处理器),再到最终的“执行”环节——伺服电机、步进电机、液压或气动执行器。我尤其对传感器部分进行了深入学习,了解了增量式和绝对式编码器的工作原理,以及它们如何为系统提供精确的位置反馈。 接着,我将全部精力投入到了“控制器”的核心——PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用非常生动形象的比喻,将P、I、D三个参数分别比作“纠正当前错误”、“消除历史累积误差”和“预判未来趋势”。书中丰富的控制曲线图,生动地展示了不同参数设置下系统响应的差异,让我对如何通过调整这些参数来优化系统的稳定性和精度有了更直观的理解。 执行器,是赋予系统“行动力”的关键。书中对各种类型执行器的原理和选型依据进行了详细的介绍。我特别对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制方面的应用产生了浓厚的兴趣。作者对伺服系统闭环反馈机制的解析,让我明白了为何伺服电机能够实现如此高精度的运动控制。 “轨迹规划”是书中一个让我倍感着迷的章节。这就像是为机械臂的每一次运动编写一份完美的“行为脚本”。作者介绍了多种轨迹生成方法,如直线插补、圆弧插补、多项式插值等,这些方法能够确保运动过程的平滑性和连续性,避免了不必要的冲击和振动,从而显著提升了系统的整体性能。 我对书中关于“系统辨识”的论述也印象深刻。我了解到,在实际的工程应用中,物理系统的模型参数往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得更精确的模型,从而为控制器的设计和优化提供坚实的基础。作者介绍的辨识方法,如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还强调了“鲁棒性”的重要性。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作良好,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的微小变化。作者介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 书中包含的工程案例也十分丰富,从数控机床的加工精度控制,到工业机器人的协同运动,再到AGV(自动导引车)的路径跟踪,这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密联系起来,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些概念对我来说还需要进一步的学习和消化,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也极大地激发了我继续深入探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点,让我对这项精密技术有了更深层次的理解和敬畏。

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《运动控制系统》这本书,当我翻开它的第一页时,就感受到了一种对精确与高效的追求。我对那些能够赋予机械生命、使其如同艺术家般精确运作的“幕后大脑”——运动控制系统,一直抱有浓厚的兴趣。这本书的名字,恰如其分地概括了我的求知欲。 书中首先为我勾勒出了一个完整的运动控制系统的基本框架,包括传感器、控制器、执行器以及它们之间的交互关系。我特别关注了关于“传感器”的部分,了解了不同类型的编码器(如增量式和绝对式)是如何将机械运动转化为数字信号,以及它们在确定位置和速度方面的作用。作者对这些传感器的技术细节和应用场景进行了深入的讲解。 接着,我钻研了“控制器”的核心,特别是PID(比例-积分-微分)控制算法。作者用非常形象的比喻,将P、I、D三个参数比作调整烹饪的火候、调味和翻炒的动作。我开始理解,P参数关注当前的误差,I参数负责消除长期的累积误差,而D参数则能够预测未来误差的变化趋势,从而实现稳定而精确的控制。书中大量的控制曲线图,直观地展示了不同参数设置对系统响应的影响。 执行器,是赋予系统“运动能力”的关键。书中对伺服电机、步进电机等执行器的原理和选型依据进行了详尽的介绍。我尤其对伺服电机在位置控制、速度控制以及力矩控制方面的应用产生了浓厚的兴趣。作者对伺服系统闭环反馈机制的解析,让我明白了为何伺服电机能够实现如此高精度的运动控制。 “轨迹规划”是书中一个让我倍感着迷的章节。这就像是为机械臂的每一次动作编写一份完美的“演出脚本”。作者介绍了多种轨迹生成方法,如多项式插值、样条插值等,这些方法能够确保运动过程的平滑性和连续性,避免了不必要的冲击和振动,从而显著提升了系统的整体性能。 我对书中关于“系统辨识”的论述也印象深刻。我了解到,在实际的工程应用中,物理系统的模型参数往往存在不确定性,通过对系统进行辨识,可以获得更精确的模型,从而为控制器的设计和优化提供坚实的基础。作者介绍的辨识方法,如阶跃响应法、频率响应法等,都为我打开了新的视野。 此外,书中还强调了“鲁棒性”的重要性。一个优秀的运动控制系统,不仅要在理想条件下工作良好,还要能够应对各种外部干扰和系统参数的微小变化。作者介绍的抗干扰技术、滤波算法以及自适应控制策略,都是为了提高系统的鲁棒性而提出的。 书中包含的工程案例也十分丰富,从数控机床的加工精度控制,到工业机器人的协同运动,再到AGV(自动导引车)的路径跟踪,这些案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用紧密联系起来,更好地理解运动控制技术在各个领域的关键作用。 最后,我还要提到书中对“高级控制策略”的介绍,如模型预测控制(MPC)和自适应控制。虽然这些概念对我来说还需要进一步的学习和消化,但作者的讲解清晰而有条理,让我对这些前沿技术有了初步的认识,也极大地激发了我继续深入探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》是一本内容详实、结构清晰、理论与实践兼备的优质书籍。它不仅为我系统地梳理了运动控制的基础知识,还为我打开了深入探索这一领域的大门。这本书无疑是我学习运动控制的绝佳起点,让我对这项精密技术有了更深层次的理解和敬畏。

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《运动控制系统》这本书,在我手中沉甸甸的分量,让我对接下来的阅读充满了期待。我一直对那些能够精准执行复杂指令的机械装置感到着迷,从早期的工业自动化设备到如今各种智能机器人,背后都离不开一套精密的控制系统。这本书的名字,恰恰触及了我内心深处对这类技术的好奇。当我翻开第一页,看到那些关于系统结构、组件功能和工作原理的介绍时,我就知道,我将踏上一段探索之旅。 书中的内容,从最基础的电机类型,例如直流电机、交流电机,到更高级的伺服电机,都做了详尽的介绍。我特别感兴趣的是关于编码器的部分,了解了不同类型的编码器(如增量式和绝对式)如何为系统提供位置信息,以及它们在提高控制精度方面的重要性。作者通过大量的图示和表格,将这些抽象的技术概念具象化,使得我能够清晰地理解它们的工作原理和在整个系统中的作用。 我深入阅读了关于PID控制算法的章节,这部分内容是我学习的重点。作者不仅解释了比例(P)、积分(I)和微分(D)三个参数的含义,还生动地描绘了它们如何相互配合,影响系统的响应速度、稳定性和稳态误差。我尝试着在脑海中模拟不同的参数组合,想象着系统是如何根据这些参数的变化而做出相应的调整。书中提供的许多实际应用案例,比如数控机床的加工精度控制,AGV的路径跟踪,都让我对PID控制的强大功能有了更直观的认识。 更令我印象深刻的是,书中详细介绍了如何进行系统辨识,以及如何根据辨识结果来设计和优化控制参数。这让我明白,一个高性能的运动控制系统,并非仅仅依赖于理论上的算法,更重要的是能够根据实际的硬件特性和环境因素进行精确的调校。作者在这一部分的讲解,非常注重实用性,提供了很多具体的步骤和注意事项,对于想要进行实际操作的人来说,无疑是非常有价值的指导。 书中还涵盖了许多关于运动控制器硬件架构的知识,包括各种通信接口、数据处理单元以及安全机制。我了解到,一个完整的运动控制系统,不仅仅是软件算法的堆叠,还需要强大而可靠的硬件支持。作者对不同类型控制器的优缺点进行了比较分析,帮助我理解了在不同的应用场景下,如何选择最合适的控制器。 我特别欣赏书中对“轨迹规划”的论述。它就像是在为机器人的每一个动作编写“剧本”,从起点到终点,如何平滑地改变速度和方向,以达到最优的运动轨迹。书中提到的多项式插值、样条插值等方法,都让我对如何实现平稳、高效的运动有了更深的理解。这不仅仅是技术层面的知识,更是一种对运动美学的追求。 我还学习了关于“振动抑制”和“抗干扰”的策略。我了解到,在实际运行中,电机和机械结构的共振可能会导致系统性能下降,而外部的电磁干扰也可能影响传感器的测量精度。书中介绍的滤波技术、阻尼设计以及补偿算法,都是为了解决这些实际问题而提出的。这让我感受到,运动控制系统的设计是一个需要考虑周全、细节致取的领域。 书中的案例研究非常丰富,从简单的单轴运动控制,到复杂的机器人多轴协同控制,作者都进行了深入的分析。这些案例让我能够将书中所学的知识应用到具体的场景中,并且了解不同应用对运动控制系统提出的不同要求。例如,在工业机器人领域,需要考虑关节之间的耦合效应;在航空航天领域,则需要考虑极端环境下的稳定性。 对于一些高级控制策略,如“模型预测控制”和“自适应控制”,作者也进行了清晰的介绍。虽然这些概念对我来说还有一定的学习难度,但我能够感受到它们在解决复杂非线性系统和时变系统问题上的巨大优势。作者的讲解方式,旨在帮助读者建立起对这些前沿技术的初步认识,并激发进一步探索的兴趣。 总而言之,《运动控制系统》这本书是一部非常全面的著作,它不仅涵盖了运动控制的基础理论和核心算法,还深入探讨了实际应用中的关键技术和挑战。作者的讲解深入浅出,逻辑清晰,图文并茂,对于任何想要了解或从事运动控制领域的人来说,这本书都是一本不可多得的宝贵财富。它为我打开了一扇通往精密控制世界的大门,让我对未来的学习和实践充满了信心。

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