仪器科学与技术概论 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育

作者:潘仲明编

出品人:

页数:250

译者:

出版时间:2010-7

价格:46.80元

装帧:

isbn号码:9787040295009

丛书系列:

图书标签:

科普
仪器科学
测量技术
传感器
自动化
控制工程
实验技术
仪器仪表
科学教育
工程技术
技术概论

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到图书目录大全

book.wenda123.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

《仪器科学与技术概论》介绍了仪器科学与技术的学科内涵和知识体系，内容包括仪器科学与技术的概念体系、计量学基础、测量技术与仪器的基本知识、计算机辅助测量系统、传感技术与测量仪器的前沿领域、中国古代度量衡及观测仪器的发展概况，较为全面地反映了测量科学与应用的基本概念、仪器仪表专业的发展进程、现代传感技术及测量仪器的发展现状和趋势。《仪器科学与技术概论》适合作为高等院校仪器仪表类专业的本科生教材，可供机械工程、电气工程、自动化技术以及物理、化学和生物医学等学科专业的本科生、研究生和科技人员进修参考。

《先进制造系统与过程控制：理论与应用前沿》图书简介一、全景式描绘现代制造的复杂性与核心挑战本书旨在为工程技术人员、科研人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面、深入且与时俱进的视角，审视当代先进制造系统（Advanced Manufacturing Systems, AMS）的架构、运行机制、优化策略及前沿控制技术。我们深刻认识到，在“工业4.0”和智能制造浪潮的推动下，传统制造范式已无法满足高精度、高柔性、低能耗和高度定制化的市场需求。因此，本书聚焦于如何整合物理制造实体、信息流、能源流与决策流，构建一个高度耦合、自适应、自优化的复杂生产环境。全书的理论基础建立在系统工程、信息物理系统（Cyber-Physical Systems, CPS）理论以及现代控制理论的交叉领域之上。不同于侧重于特定单一设备或特定材料加工的著作，本书采取宏观与微观相结合的结构，首先从系统层面对现代制造的复杂性进行解构，探讨如何通过多层级信息集成与协同规划来实现整体效益的最大化。二、核心内容模块深度解析模块一：先进制造系统架构与建模本模块详尽阐述了现代制造系统的拓扑结构与功能分解。内容涵盖柔性制造系统（FMS）、集成制造系统（IMS）到当前占据主导地位的智能制造系统（Smart Manufacturing Systems, SMS）的演变历程与本质区别。我们重点讨论了基于事件驱动的建模方法（如Petri网的扩展应用）、面向对象的建模范式以及基于混合整数线性规划（MILP）的资源分配模型。特别地，详细介绍了“数字孪生”（Digital Twin, DT）在系统级性能预测、虚拟调试和闭环优化中的关键作用，包括DT模型构建的精度要求、数据同步机制以及与实时控制的交互逻辑。此外，还深入探讨了大规模分布式生产网络中的一致性协议和容错机制。模块二：过程优化与调度理论制造过程的优化是提升生产效率和降低成本的核心。本书系统性地梳理了离散事件系统（DES）的调度理论，包括静态调度（如Johnson法则、Palmer算法的泛化应用）和动态实时调度（如最小承诺时间调度、优先级抢占机制）。在面对高不确定性环境时，本书强调了随机优化和鲁棒优化方法的应用。我们详细介绍了启发式算法（如遗传算法、模拟退火）在复杂约束下的参数寻优，并引入了基于深度强化学习（DRL）的自适应调度策略。DRL部分不仅阐述了如何构建合适的奖励函数和状态空间，更结合实际制造场景，展示了其在应对突发设备故障和订单变更时的优越性能。模块三：面向复杂过程的先进控制技术这是本书的技术核心之一。控制系统的设计不再局限于传统的PID控制或线性二次调节（LQR）。本章深入探讨了针对高维、强耦合、非线性制造过程的现代控制策略： 1. 模型预测控制（MPC）：详细分析了滚动时域优化原理，并针对制造过程中常见的约束（如加热速率限制、刀具寿命限制）设计了非线性MPC（NMPC）的求解流程，包括约束处理和实时性保证。 2. 自适应与鲁棒控制：针对制造参数（如材料刚度、机床磨损）的时变性，阐述了基于参数估计的自适应控制律设计。同时，对H-无穷（$mathcal{H}_{infty}$）控制在应对外部干扰和模型不确定性时的鲁棒性设计进行了详尽推导。 3. 智能传感与反馈集成：讨论了如何将高频、多模态的传感数据（如声发射、热像、振动信号）有效地融入到反馈回路中，实现基于状态的闭环控制。这包括先进的状态观测器设计，如扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在估计不可测关键变量中的应用。模块四：制造过程中的数据驱动与决策支持本书强调信息流对控制和优化的支撑作用。深入探讨了大数据在制造领域的应用框架，特别是机器学习在质量预测、故障诊断和工艺参数推荐中的实践。内容覆盖了时间序列分析在预测性维护（PdM）中的应用，以及如何利用深度学习模型（如CNN、LSTM）从原始过程数据中提取高层特征，作为上层调度和控制系统的输入。同时，也讨论了数据安全、隐私保护在跨部门数据共享中的重要性。三、面向未来挑战的展望本书最后一部分展望了前沿研究方向，包括：自主化与自学习制造单元：探讨如何实现机器人在无需人工干预下，通过试错快速掌握新工艺的能力。异构系统集成与互操作性：解决不同代际、不同厂商设备之间的数据语义鸿沟问题。绿色制造与能源优化控制：如何在保证生产进度的前提下，最小化制造过程中的碳足迹和能源消耗。四、本书的特点 1. 理论深度与工程实践紧密结合：每一理论章节后均附有详细的仿真案例分析（使用MATLAB/Simulink或Python环境下的相关库），确保读者能够将抽象的数学模型转化为可执行的工程方案。 2. 跨学科视野：内容融合了控制工程、运筹学、计算机科学和材料科学的最新成果，为理解复杂制造系统提供了必要的知识广度。 3. 关注前沿技术落地：大篇幅介绍数字孪生、强化学习在实际工业场景中的部署案例与挑战，避免了纯粹的理论堆砌。通过系统学习本书内容，读者将能够全面掌握现代先进制造系统的设计理念、优化方法以及控制策略的构建能力，为推动我国制造业向高端化、智能化转型提供坚实的理论基础和实践指导。

作者简介

国防科技大学教授，博士生导师。毕业于国防科技大学精密仪器及机械专业，获博士学位。1999年1月至2000年3月作为国家公派访问学者，在美国Oakland大学电气与系统工程系进修，并从事多传感器数据融合技术和汽车安全防撞系统研究。曾主持和参加国家重大建设专项、国家自然科学基金项目、部委级科技基金项目和其他科研项目的研究工作，获国家科技进步二等奖、部委级科技进步一、二、三等奖8项，国家发明专利3项，军队育才银奖1次。出版研究生教材1部，在国内外核心期刊和学术会议发表论文40余篇。

目录信息

第一章仪器科学与技术的概念体系 1.1 学科内涵 1.1.1 测量 1.1.2 计量 1.1.3 传感器 1.1.4 测量仪器 1.1.5 仪器科学与技术学科的体系结构 1.2 专业术语及其探讨 1.2.1 测量技术领域常见词汇 1.2.2 基本计量学术语 1.3 本书概貌习题参考文献第二章计量学基础 2.1 计量单位制的起源与发展 2.1.1 国际计量组织 2.1.2 为计量单位制作出杰出贡献的科学家 2.1.3 国际单位制 2.1.4 计量单位与基本物理常数 2.2 国家计量标准与规范 2.2.1 我国法定计量单位及其使用规则 2.2.2 量值传递与溯源 2.3 计量分类 2.3.1 分类概况 2.3.2 十大计量 2.3.3 军事计量习题参考文献第三章测量技术与仪器的基本知识 3.1 测量的基本概念 3.1.1 测量原理 3.1.2 测量方法 3.1.3 测量仪器 3.2 测量仪器的静、动态特性 3.2.1 仪器的静态特性 3.2.2 仪器的动态特性 3.3 测量不确定度 3.3.1 影响量已知的系统测量误差 3.3.2 干扰量未知导致的测量不确定度 3.3.3 测量不确定度模型 3.3.4 合成不确定度的计算示例 3.4 动态测量误差 3.4.1 动态误差的成因 3.4.2 动态误差的校正 3.5 测量系统结构 3.5.1 串联结构 3.5.2 并联结构 3.5.3 环状结构 3.6 测量系统中的信号特性 3.6.1 信号类型或数据形式 3.6.2 传感器信号处理 3.7 电磁兼容 3.7.1 电磁干扰 3.7.2 接地 3.7.3 屏蔽习题参考文献第四章计算机辅助测量系统 4.1 工业控制计算机 4.1.1 硬件 4.1.2 软件 4.1.3 虚拟仪器 4.1.4 自动测试系统 4.2 硬件接口和总线系统 4.2.1 硬件接口 4.2.2 串行通信接口 4.2.3 并行通信总线 4.2.4 总线平台的比较 4.3 局域网通信系统 4.3.1 LXI规范 4.3.2 LXI测试系统的优越性 4.3.3 建立LXI自动测试系统 4.3.4 传感器无线网 4.4 测量程序与仪器控制 4.4.1 可编程测量仪器 4.4.2 计算机辅助测量过程 4.4.3 LabVIEw和MATLAB 习题参考文献第五章传感技术与测量仪器的前沿领域 5.1 传感器的前沿技术 5.1.1 智能传感器 5.1.2 智能结构 5.1.3 新型传感器及其关键技术 5.2 测量技术与仪器的发展进程 5.2.1 仪器仪表与现代文明 5.2.2 电子测量仪器及系统 5.2.3 现代精密测量技术 5.2.4 现代测量技术的特征及发展趋势 5.3 科学实验与测量仪器 5.3.1 普朗克常数及其测量实验 5.3.2 先进仪器仪表和传感器的发明创造习题参考文献第六章中国古代度量衡及观测仪器的发展概况 6.1 中国古代度量衡的起源 6.1.1 古代度量衡与律吕的渊源 6.1.2 古代度量衡制度的发展历程 6.2 中国古代计时方法的演变 6.2.1 古代计时方法 6.2.2 古代计时仪器与历法 6.3 中国古代天文地理观测仪 6.3.1 古代天文观测仪 6.3.2 古代地理观测仪习题参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

从排版和图表的质量来看，这本书无疑是下了大工夫的。几乎每一个重要的概念，都会配上清晰的示意图或结构剖面图，这对于理解复杂的仪器内部构造至关重要。特别是那些涉及到三维空间布局或者能量流向的图示，绘制得极为精细，很多时候，一张图胜过千言万语。这种视觉化的呈现方式，极大地降低了理解复杂系统的门槛。但我也注意到，在某些关于数据可视化和用户界面（UI/UX）设计的讨论上，作者的关注点明显偏向于传统仪表的刻度盘和指示灯，对于现代仪器软件界面设计中越来越重要的交互逻辑、色彩理论和人机工程学考量，几乎没有涉及。这反映出作者的思维框架可能更偏向于硬件和底层算法，而对于用户侧体验这一“最后一公里”的重视程度不够。对于面向消费者的精密测量仪器而言，用户体验的好坏直接决定了仪器的市场接受度，在这方面，本书的论述显得有些力不从心。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书的某一页，我立刻被其中那种严谨的学术风格所吸引。它不像某些科普读物那样追求流畅易懂的叙事，而是更倾向于一种教科书式的、层层递进的逻辑推导。书中对测量不确定度分析的章节，简直是工程思维的典范展示。作者没有止步于给出公式，而是详细剖析了各个误差来源的物理机制，以及如何通过统计学方法来量化和优化这些误差。对于我这种习惯于“拿来即用”的工程师来说，这种强调理论支撑和数学模型的做法，虽然初期阅读难度稍大，但一旦理解，对未来解决实际工程问题时的信心会大大增强。它强迫读者去思考“为什么是这样”，而不是仅仅停留在“它是这样”的层面。不过，这种高度的理论化也带来一个问题，那就是与前沿应用结合得不够紧密。例如，在讨论到人工智能在仪器控制中的应用时，内容显得有些滞后，更多地停留在传统的PID控制和模糊逻辑层面，对于当前热门的深度学习在数据解析中的应用，着墨不多，让人感觉这本书的“新”意略显不足，更像是一本打磨精良的经典教材的再现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常具有“工程师的浪漫”——理性、精确，但偶尔流露出对技术美学的欣赏。作者在论述一些突破性技术时，语气中透露出一种对人类智慧的赞叹，尤其是在描述那些如何通过巧妙的物理原理实现前所未有精度的过程时，读起来非常鼓舞人心。它成功地将冰冷的工程技术，赋予了一种探索未知的使命感。不过，这种高度集中的技术导向，使得本书在跨学科的视角上略显单薄。例如，在讨论到仪器在生物医学或环境监测等领域的应用时，通常只是简单罗列了可以测量哪些指标，而缺乏对这些应用领域中特定挑战（如生物兼容性、现场复杂环境的鲁棒性要求等）的深入剖析。对于希望将仪器技术应用于特定行业，并理解行业特殊要求的读者来说，这本书提供的“通用知识”虽然宝贵，但在“行业化落地”的深度上，留下了明显的空间等待后续的专业书籍来填充。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的体验是极具“年代感”的，但这种年代感并非贬义，而是一种对经典技术的扎实梳理。我特别关注了其中关于经典实验仪器设计原理的部分，比如早期的光谱仪和电化学分析仪的工作机制。作者对这些“老”技术的描述，细节丰富到令人惊叹，仿佛能通过文字感受到那些精密机械部件的咬合与运动。这种对基础原理的深挖，为理解现代仪器的演进路径提供了坚实的基础。然而，这种对经典的侧重，也使得全书的“技术更新速度”明显偏慢。比如，对于当前市场上已经非常普及的基于MEMS技术的微型传感器，书中的介绍篇幅非常有限，甚至有些参数和性能描述，在今天看来已经有些保守了。对于一个希望了解“现在正在用什么”的读者来说，这本书在“新潮技术”这方面的覆盖度，确实是一个明显的短板。它更像是一份详尽的历史档案，而非一份及时的行业通讯，这需要读者在阅读时自行补充最新的技术进展。

评分☆☆☆☆☆

这部《仪器科学与技术概论》的书籍，从我这个初涉此领域的门外汉角度来看，实在是一本令人既兴奋又有些头疼的入门读物。首先，它在结构编排上展现了一种宏大的视野，试图将整个仪器科学与技术的版图铺陈在我们面前。初读时，那些关于传感器原理、信号处理和自动化控制的章节，像是一座座矗立在知识海洋中的灯塔，清晰地指引着方向。我特别欣赏作者对于基础物理概念与工程实践结合的论述，比如对各种光学、电学传感器的物理基础讲解得非常透彻。然而，正因为这种“概论”的定位，导致某些深入的细节处理得相对简略，比如在讨论到先进的微纳尺度制造技术时，虽然提到了其重要性，但对于具体的工艺流程和挑战的描述，感觉像是蜻蜓点水，让我这个渴望深入了解具体实现的读者，在合上书本后，仍需转向其他更专业的文献去填补空白。总体而言，它成功地勾勒出了一个宏观的蓝图，对于建立整体认知非常有帮助，但对于追求技术细节的深度探索者来说，可能需要配合其他资料才能获得更全面的理解。

评分☆☆☆☆☆