Digital Signal Processing

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出版者:
作者:Engelberg, Shlomo
出品人:
页数:212
译者:
出版时间:
价格:864.00元
装帧:
isbn号码:9781848001183
丛书系列:
图书标签:
  • Springer
  • 数字信号处理
  • 信号处理
  • DSP
  • 通信
  • 图像处理
  • 滤波
  • 傅里叶变换
  • 算法
  • MATLAB
  • 工程
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具体描述

好的,以下是一部关于高精度机械设计与制造的专业技术书籍的详细简介: --- 精密机械设计与先进制造技术:理论、实践与前沿趋势 书籍简介 在当代工程技术领域,对机械系统精度、可靠性及功能集成度的要求达到了前所未有的高度。从纳米级光刻设备到万吨级压力容器,再到高超音速飞行器的复杂结构,精密机械设计与先进制造技术已成为衡量一个国家高端制造业水平的核心指标。《精密机械设计与先进制造技术:理论、实践与前沿趋势》旨在为机械、材料、自动化及航空航天等领域的工程师、研究人员和高年级本科生提供一套全面、深入且具有前瞻性的技术指导和理论参考。 本书摒弃了传统机械设计中侧重于宏观应力分析和通用零部件选型的叙述模式,聚焦于微观、动态和功能化的设计哲学。全书内容结构严谨,逻辑清晰,从基础的误差理论和运动学分析出发,逐步深入到先进材料的超精密加工、复杂系统的一体化设计,直至当前热点的前沿制造技术。 --- 第一部分:精密机械系统的基础理论与误差控制 (Fundamentals of Precision Systems and Error Control) 本部分奠定了高精度机械系统的理论基石,强调了“可制造性设计”(DFM)与“可测量性设计”(DFM2)的统一。 第一章:误差的统计学建模与量化分析 公差与配合的现代理论: 深入探讨基于概率分布的公差设计,超越传统的最大/最小实体尺寸(MMC/LMC)概念。引入蒙特卡洛模拟在复杂多链误差传递分析中的应用。 误差源识别与分配: 系统性地解构几何误差(GD&T)、形位误差(Form & Profile Errors)与表面粗糙度(Surface Topography)的耦合效应。重点解析误差预算(Error Budgeting)在系统级精度保障中的作用。 动态误差分析: 引入振动、冲击与热形变对运动精度瞬间值的影响。讨论基于有限元模型(FEM)的瞬态误差预测方法。 第二章:精密运动学与刚度设计 结构拓扑优化与刚度矩阵: 从基础的拉格朗日方程出发,推导复杂结构件(如并联机构、挠性铰链)的精确运动学逆解与正解。介绍基于拓扑优化的轻量化与高刚度结构集成设计方法。 摩擦学与润滑: 聚焦于微观接触力学,分析超精密运动系统(如直线导轨、高精度轴承)在极低速度和高负载下的粘滞效应、静摩擦特性及边界润滑的失效模式。 主动与被动隔振技术: 全面覆盖气浮隔振、磁悬浮隔振(SPS)和主动电磁阻尼器的设计原理、控制算法及在特定工作环境(如超净室、真空环境)中的应用实例。 --- 第二部分:先进材料的超精密加工技术 (Advanced Machining for Ultra-Precision) 本部分聚焦于如何将理论设计转化为实际的微米乃至纳米级表面和形状。 第三章:超精密车削与磨削 金刚石工具在非铁金属加工中的应用: 详细阐述金刚石刀具的晶向选择、刀具刃形设计对非球面、自由曲面工件(如光学元件、电子束聚焦透镜)表面质量的影响。 磁流体抛光(MFP)与离子束抛光(IAP): 深入分析这些非接触式抛光技术的作用机理,包括流体力学剪切力、化学反应速率对去除率和表面粗糙度的控制。讨论其在超硬材料和易碎材料加工中的优势。 第四章:特种加工工艺与微纳制造 电火花加工(EDM)与电化学加工(ECM): 重点讨论如何通过优化脉冲参数(电流、时间常数)控制“热影响区”(HAZ)的形成,以提高难加工合金的尺寸精度和表面完整性。 激光加工的精确控制: 探讨飞秒激光(Femtosecond Laser)在材料去除、表面改性和微结构刻蚀中的优势,特别是其超快时间尺度下的非热烧蚀机制。 微纳结构制造的自上而下与自下而上方法: 比较软光刻(Soft Lithography)、LIGA工艺与原子层沉积(ALD)在制造微流控芯片和传感器阵列中的适用性与精度瓶颈。 --- 第三部分:集成化与智能化制造系统 (Integrated and Intelligent Manufacturing Systems) 本部分展望未来机械系统的发展方向,强调多物理场耦合与智能反馈。 第五章:机电耦合系统与实时控制 压电与磁致伸缩驱动器: 详述高频、高分辨率驱动元件的选型标准、迟滞(Hysteresis)建模与补偿技术,这是实现亚纳米级定位的基础。 运动误差的在线检测与反馈: 介绍激光干涉仪、电容式传感器和自准直仪在不同加工环境下的安装与校准技术。重点阐述基于模型预测控制(MPC)的闭环误差修正策略。 第六章:增材制造(AM)对精密设计的影响 选区激光熔化(SLM)/电子束熔化(EBM)的精度挑战: 分析增材制造过程中固有的残余应力、各向异性及孔隙率对最终产品几何精度和机械性能的负面影响。 面向AM的后处理与热管理: 讨论热等静压(HIP)、热处理、以及针对增材制造结构进行的选择性激光重塑(SLR)技术,以实现性能的后向优化。 多材料与功能集成: 探索如何利用增材制造技术实现机构的“功能一体化”设计,例如将传感元件或流体通道直接集成到结构件内部,以减少装配误差。 第七章:系统可靠性、维护与数字化孪生 基于状态的预测性维护(PHM): 介绍如何利用内置传感器数据(应变、温度、功耗)结合机器学习模型,预测精密部件的剩余使用寿命(RUL)。 数字孪生(Digital Twin)在生命周期管理中的应用: 构建从设计仿真、制造过程监控到实际运行状态反馈的闭环数字模型,实现对复杂精密设备的远程诊断与优化。 --- 本书的特色与受众 本书的特点在于其深度与广度并重,不仅提供了坚实的理论基础,更强调了工程实践中的关键瓶颈与前沿解决方案。书中包含大量工程案例分析、特定参数的计算示例以及对最新国际标准(如ISO 10319系列)的引用与解读。 目标读者: 从事高端装备(如半导体制造设备、精密光学仪器、医疗器械、航空航天姿态控制系统)研发与制造的机械工程师与设计人员。 高校机械工程、材料科学、精密仪器等专业的研究生和高年级本科生。 计量学、质量控制与工艺优化领域的专业技术人员。 通过阅读本书,读者将能够掌握超越传统机械设计范畴的思维工具,从而在面向未来挑战的精密工程领域中,设计出更精准、更可靠、功能更强大的机械系统。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的价值,远不止于它所涵盖的知识点本身,更在于它塑造了一种严谨的、系统性的问题解决思维。我发现,自从开始系统学习这本书后,我在分析任何涉及时域到频域转换的问题时,思路都变得更加清晰和有条理了。它教会我的不仅仅是“如何计算”,更是“为什么这么计算”。例如,在讲解功率谱密度(PSD)的估计时,它不仅仅罗列了Periodogram、Welch法等方法,更重要的是,它深入对比了这些方法在方差和偏差之间的权衡,帮助读者理解为什么要选择特定的谱线平滑技术。这种深层次的理解,使得我在面对新出现的、书本上没有明确提及的应用场景时,也能迅速地借用已有的理论框架,构建出合理的解决方案。对我而言,这本书已经超越了一本参考书的范畴,它更像是一把钥匙,开启了我对数字信号处理领域更深层次理解的大门。

评分☆☆☆☆☆

我得承认,最初我对于阅读这本厚厚的专业书籍感到有些畏惧,但随着阅读的深入,我发现它的结构安排极其合理,逻辑连贯性极强。它采用了一种非常“人性化”的组织结构,每一个新的概念引入,都建立在前面章节已经牢固掌握的基础上,保证了知识体系的完整性。比如,在讲述快速傅里叶变换(FFT)的算法效率提升时,它没有直接跳到蝶形运算,而是先用大量的篇幅解释了DFT计算的复杂度瓶颈,这种“发现问题—分析问题—解决问题”的叙事手法,极大地提升了阅读的沉浸感。此外,这本书在排版上也下了不少功夫,公式的对齐、符号的定义都非常规范清晰,即便是需要在复杂公式中追踪变量,也丝毫不觉得混乱。这对于需要反复查阅和对比不同数学模型的学习者来说,是一个巨大的加分项,它体现了作者对读者体验的尊重,而非仅仅是知识的堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常引人注目,那种深邃的蓝色调,搭配着简洁的白色字体,立刻就给人一种专业而又不失现代感的印象。我是在寻找一本能系统梳理基础理论,同时又兼顾实际应用的教材时偶然发现它的。初翻几页,就被作者那种抽丝剥茧的叙述方式所吸引。它没有一开始就抛出复杂的数学公式,而是循序渐进地从最基本的信号表示法讲起,仿佛在引导一个初学者慢慢走进这个迷人的数字世界。特别是关于傅里叶变换和Z变换的讲解部分,作者似乎找到了一个绝佳的平衡点,既保证了数学上的严谨性,又通过大量的图示和生活化的比喻,让那些初看时觉得晦涩难懂的概念变得清晰起来。我尤其欣赏它在章节末尾设置的那些“思考题”和“应用展望”,这些内容极大地激发了我进一步探索的兴趣,让我觉得这不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师在与我进行深入的对话,指引着我如何将理论知识有效地转化为解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

让我用更感性的方式来描述我的体验:这本书给我的感觉,就像是拿到了一份尘封已久的手稿,里面充满了智慧和严谨的匠人精神。它不浮躁,不追逐那些转瞬即逝的热点,而是沉下心来,把DSP最核心的数学本质讲得清清楚楚。我特别关注了书中关于量化误差和溢出处理的章节,这往往是许多教材为求简洁而一笔带过的地方。然而,这本书却用了专门的篇幅来剖析定点运算带来的实际挑战,详细分析了舍入噪声的统计特性,甚至探讨了不同的抖动(Dithering)技术对改善信噪比的实际效果。这种对“工程实现细节”的关注,远超出了标准教材的范畴,它真正站在了设计者的角度,预见了我们在实际硬件部署中可能遇到的所有“陷阱”。阅读这些部分时,我仿佛能感受到作者在无数次调试和失败中积累下来的宝贵经验,这是一种无价的财富。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年的行业从业者,我对于DSP领域的教材要求通常是既要涵盖经典算法,又不能脱离最新的技术发展趋势。这本书在这方面做得相当出色。它对离散时间系统和滤波器设计的阐述极其透彻,无论是IIR还是FIR滤波器的设计准则、稳定性分析,都有详尽的推导和实例支撑。但真正让我感到惊喜的是,它深入探讨了像谱估计、小波分析这些相对前沿的话题,并且没有仅仅停留在理论层面。作者巧妙地结合了MATLAB/Simulink的环境,提供了大量可运行的代码片段和仿真结果,这对于我们这些需要快速将理论转化为原型设计的工程师来说,简直是福音。我记得有一次我们在处理一个特定的噪声抑制问题时,卡在了一个边界条件的优化上,正是翻阅这本书中关于窗函数选择与截断误差分析的那一章节,才豁然开朗,找到了突破口。这种理论与实践的无缝衔接,是很多同类书籍难以企及的高度。

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