Mechatronic Systems and Materials III pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Gosiewski, Zdzislaw (EDT)/ Kulesza, Zbigniew (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:2115.00 元

装帧:

isbn号码:9783908451655

丛书系列:

图书标签:

• Mechatronics
• Materials Science
• Robotics
• Automation
• Control Systems
• Sensors
• Actuators
• Engineering
• Mechanical Engineering
• Applied Mechanics

《机电系统与材料 III》 一、概述 《机电系统与材料 III》是一部深入探讨机电一体化系统设计、集成以及其核心材料科学的综合性著作。本书旨在为读者提供一个前沿、系统的视角，理解并掌握现代机电系统所依赖的关键技术与材料。全书内容涵盖了从基础理论到前沿应用的广泛领域，重点关注了提升系统性能、可靠性、可持续性以及智能化发展的核心要素。通过整合机械工程、电子工程、控制工程以及材料科学的知识体系，本书为工程师、研究人员以及对机电一体化领域感兴趣的学生提供了一个宝贵的参考资源。 二、内容解析 第一部分：先进机电系统设计与集成 本部分将深入剖析现代机电系统设计的复杂性与挑战，并提供系统性的解决方案。 模块化与分布式系统设计： 探讨如何通过模块化设计提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。重点介绍分布式控制架构，分析其在实现高效率、高可靠性系统中的优势，并讨论通信协议、数据同步以及容错机制的设计。 面向性能的系统集成： 详细阐述在系统集成过程中，如何平衡机械、电子、控制各子系统的性能需求。涵盖了系统建模、仿真与优化技术，包括多领域耦合仿真、实时仿真以及基于模型的系统工程（MBSE）方法。 智能控制策略与算法： 介绍先进的控制理论在机电系统中的应用。例如，自适应控制、鲁棒控制、预测控制以及模糊逻辑控制等，并结合实例分析其在提高系统动态响应、稳定性和精度方面的作用。同时，也将探讨机器学习与深度学习在控制策略优化与故障诊断中的应用潜力。 人机交互与用户体验： 关注机电系统与人类用户的互动设计。讨论直观的用户界面设计、情感化计算以及用户行为分析，旨在提升用户体验，使机电系统更加易于操作和理解。 第二部分：高性能机电系统关键材料 本部分将聚焦于支撑高性能机电系统发展的各类先进材料，分析其特性、应用及其发展趋势。 先进金属与合金材料： 轻质高强合金： 深入研究铝合金、镁合金、钛合金等在航空航天、汽车及机器人领域的应用。重点分析其合金成分、热处理工艺对力学性能、耐腐蚀性及疲劳寿命的影响。 功能性金属材料： 探讨形状记忆合金（SMA）、阻尼合金、耐高温合金等在执行器、传感器及结构件中的独特应用。分析其微观结构与宏观性能之间的关系。 增材制造（3D打印）用金属材料： 介绍适用于选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等工艺的金属粉末，讨论材料特性与打印工艺参数对最终零件性能的影响。 高性能聚合物与复合材料： 工程塑料与特种聚合物： 详细介绍聚碳酸酯（PC）、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）等在耐磨、耐腐蚀、绝缘等方面的优异性能。分析其分子结构、加工工艺与应用场景的关系。 纤维增强复合材料（FRPC）： 重点研究碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）等在轻量化结构设计中的应用。深入探讨纤维类型、基体材料、界面结合以及铺层设计对复合材料力学性能、热性能和疲劳性能的影响。 智能高分子材料： 介绍形状记忆聚合物（SMP）、导电聚合物、生物可降解聚合物等在传感器、驱动器和仿生材料中的新兴应用。 先进陶瓷与玻璃材料： 结构陶瓷： 分析氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷材料在高温、高硬度、耐磨损等严苛环境下的应用。讨论其脆性问题及其改进策略。 功能陶瓷： 深入研究压电陶瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷等在传感器、执行器、储能器件中的关键作用。 特种玻璃与玻璃陶瓷： 探讨耐高温玻璃、光纤玻璃、生物活性玻璃等在光学、通信和医疗领域的应用。 纳米材料与表面工程： 纳米结构材料： 介绍碳纳米管（CNT）、石墨烯、金属纳米颗粒等在提升材料强度、导电性、导热性及催化性能方面的潜力。 表面改性技术： 探讨物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、喷涂、电镀等表面处理技术，如何改善材料的耐磨性、耐腐蚀性、光学特性和生物相容性。 功能性涂层： 介绍自修复涂层、超疏水涂层、抗反射涂层等在提升机电系统性能和使用寿命方面的应用。 第三部分：机电系统在特定领域的应用与发展 本部分将聚焦于机电系统在多个关键行业的实际应用，并探讨其未来的发展趋势。 机器人技术与自动化： 工业机器人： 分析机器人手臂设计、动力学控制、路径规划及其在智能制造中的应用。 服务机器人： 探讨医疗机器人、家庭服务机器人、无人驾驶车辆等在人机协作、环境感知和自主导航方面的技术挑战。 仿生机器人： 研究模仿生物体结构和运动规律的机器人设计，以及其在探索、救援等领域的应用潜力。 航空航天与国防： 先进飞行器设计： 讨论轻质高强材料在飞机、无人机结构中的应用，以及先进控制系统对飞行性能的优化。 精确制导与导航： 介绍惯性导航系统、GPS/GNSS技术以及先进传感器在提升武器系统精度方面的作用。 空间探索： 探讨用于航天器、探测器的特种材料、驱动系统和自主控制技术。 医疗健康与生物工程： 微创手术机器人： 分析其精密控制、高分辨率成像以及生物相容性材料的应用。 智能医疗设备： 讨论可穿戴健康监测设备、康复辅助器具以及用于药物输送的微型机电系统。 生物医用材料： 介绍用于植入物、组织工程的生物惰性材料、生物可降解材料以及具有特定功能的智能生物材料。 新能源与可持续发展： 智能电网与能源管理： 探讨用于智能电表、断路器、储能系统的先进材料与控制技术。 高效能源转换器件： 分析太阳能电池、燃料电池、压电能量收集器等所使用的功能性材料。 绿色制造与循环经济： 关注可回收材料、生物基材料在机电产品设计中的应用，以及如何通过优化系统设计降低能耗和环境影响。 四、结论与展望 《机电系统与材料 III》在总结当前机电一体化技术成就的同时，也为未来的发展指明了方向。随着材料科学的不断突破，以及人工智能、物联网等新兴技术的深度融合，机电系统将朝着更加智能化、集成化、绿色化和人性化的方向发展。本书将激励读者深入探索这一充满活力的领域，为推动科技进步和产业升级贡献力量。 本书的读者群体包括但不限于： 机械工程、电子工程、控制工程、材料科学及相关专业的本科生、研究生。 从事机电系统研发、设计、制造和维护的工程师。 对机电一体化交叉学科感兴趣的研究人员。 致力于推动相关产业技术创新的企业决策者。 通过对《机电系统与材料 III》的深入学习，读者将能够： 理解机电系统设计的核心原理和集成方法。 掌握高性能材料的特性、选择原则及其在不同应用中的适配性。 洞察机电系统在各新兴领域中的前沿应用与发展趋势。 培养解决复杂工程问题的跨学科思维能力。

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