机电传动控制(第5版)

机电传动控制(第5版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

冯清秀,邓星钟 等 著
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  • 机电传动
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  • 机械工程
  • 电气工程
  • 工业控制
  • 电机驱动
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出版社: 华中科技大学出版社
ISBN:9787560968186
版次:5
商品编码:10792811
包装:平装
丛书名: 21世纪高等学校机械设计制造及其自动化专业系列教材
开本:16开
出版时间:2011-06-01
用纸:胶版纸
页数:338
正文语种:中文

具体描述

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内容简介

  《机电传动控制(第5版)》教材是根据机械制造及其自动化专业“机电传动控制”课程教学大纲编写的。全书共11章·包括拖动基础及传动系统的过渡过程、电动机、继电器接触器控制、可编程控制器、电力电子技术、直流调速系统、交流调速系统、步进电动机驱动系统等。  《普通高等教育“十一五”国家级规划教材:机电传动控制(第5版)》力求突出机电结合、理论联系实际的特点。重点突出各种知识在实际中的应用。课程体系新.内容全面、实用。每章后附有习题和思考题,便于自学。  《普通高等教育“十一五”国家级规划教材:机电传动控制(第5版)》是机械制造及其自动化专业本科生的教材,也可作为机械制造及其自动化专业高职、电大等学生的教材和其他机械类、机电类与近机电类专业本科生或研究生的教材.还可供从事机电一体化工作的工程技术人员参考。  与《普通高等教育“十一五”国家级规划教材:机电传动控制(第5版)》配套的实验指导书是《机电传动控制实验》,学习辅导书是《机电传动控制学习辅导与题解》。

目录

总序
第五版前言
第一至四版前言
第l章 绪论
1.1 机电系统的组成
1.2 机电传动控制的目的和任务
1.3 机电传动控制的发展概况
1.4 课程的性质和任务
1.5 课程的内容安排

第2章 机电传动系统的动力学基础
2.1 机电传动系统的运动方程式
2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.2.1 负载转矩的折算
2.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算
2.3 机电传动系统的负载特性
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
2.5 机电传动系统的过渡过程
2.5.1 研究机电传动系统过渡过程的实际意义
2.s.2 机电传动系统过渡过程的分析
2.5.3 机电时问常数
2.5.4 加快机电传动系统过渡过程的方法
习题与思考题

第3章 直流电机的工作原理及特性
3.1 直流电机的基本结构和工作原理
3.1 _1直流电机的基本结构
3.1.2 直流电机的基本工作原理
3.2 直流发电机
3.2.1 他励发电机
3.2.2 并励发电机
3.2.3 复励发电机
3.3 直流电动机的机械特性
3.3.1 他励直流电动机的机械特性
3.3.2 串励电动机的机械特性
3.3.3 复励电动机的机械特性
3.4 他励直流电动机的启动特性
3.5 他励直流电动机的调速特性
3.5.1 改变电枢电路串接电阻
3.5.2 改变电动机电枢供电电压
3.5.3 改变电动机主磁通
3.6 他励直流电动机的制动特性
3.6.1 反馈制动
3.6.2 反接制动
3.6.3 能耗制动
习题与思考题

第4章 交流电动机的工作原理及特性
4.1 三相异步电动机的结构和工作原理
4.1.1 三相异步电动机的基本结构
1.1.2 三相异步电动机的旋转磁场
4.1.3 三相异步电动机的工作原理
4.2 异步电动机的额定参数
4.2.1 定子绕组的连接方式
4.2.2 三相异步电动机的额定参数
4.2.3 三相异步电动机的能流图
4.3 三相异步电动机的转矩与机械特性
4.3.1 三相异步电动机的定子电路和转子电路
4.3.2 三相异步电动机的转矩
d.3.3 三相异步电动机的机械特性
4.4 三相异步电动机的启动特性
4.4.1 笼型异步电动机的启动方法
4.4.2 绕线异步电动机的启动方法
4.5 三相异步电动机的凋速方法与特性
4.5.1 变极对数凋速
……
第5章 控制电动机
第6章 继电器-接触器控制
第7章 可编程控制器原理与应用
第8章 电力电子学基础
第9章 直流调速系统
第10章 交流自动高速控制系统
第11章 步进电动机控制系统

前言/序言


《精密机械系统设计与集成》 一、 导论:从宏观到微观的精密设计哲学 在现代工业的璀璨星河中,精密机械系统无疑是最耀眼的存在之一。它们是国家科技实力和制造业水平的集中体现,广泛应用于航空航天、高端制造、医疗器械、新能源、信息技术等众多前沿领域。本书《精密机械系统设计与集成》正是为了系统阐释和深入探讨这一核心领域而编撰。我们认识到,一个成功的精密机械系统,绝非仅仅是各部件的简单叠加,而是高度集成、协同工作的有机整体。其设计的精髓在于对每一个环节的严苛追求,从宏观的系统功能定位、结构布局,到微观的零部件精度控制、材料选择,乃至动态过程的优化与稳定性保障,都必须经过审慎的考量与精巧的设计。 本书的设计哲学,源于对“精密”二字的深刻理解。精密,意味着在尺寸、形状、位置、运动等方面达到极高的准确性和重复性,能够在复杂多变的工况下长期稳定可靠地运行。这种精密性,是实现系统高性能、高可靠性、高效率的基石。同时,我们也强调“集成”的重要性。在现代科技高速发展的背景下,单一学科的知识已不足以应对复杂系统的挑战。精密机械系统设计,必然需要融合机械、电子、材料、控制、信息等多学科的知识与技术。因此,本书在内容编排上,力求打通学科壁垒,引导读者从系统整体的角度出发,理解各子系统之间的耦合关系,实现最优化的设计与集成。 二、 系统架构设计:构建精密系统的骨架 任何精密机械系统的设计,都始于一个清晰而 robust 的系统架构。本书的第一部分将系统性地介绍精密机械系统的架构设计方法。我们将从需求分析入手,详细阐述如何将模糊的用户需求转化为具体、可量化的技术指标,并据此划分出系统的各个功能模块。 功能模块划分与接口定义: 针对不同应用场景下的精密机械系统(例如,高精度机床的进给系统、机器人手臂的关节模块、半导体制造设备的真空腔体等),我们将深入分析其核心功能,并探讨如何进行合理的功能模块划分。模块划分的原则在于责任清晰、接口明确、易于优化与升级。同时,我们将重点讲解如何进行模块间的接口定义,包括物理接口(连接方式、安装精度)、信息接口(通信协议、数据格式)和能量接口(电源、传动接口)等,确保各模块能够无缝集成,协同工作。 结构布局优化与空间约束: 尺寸、重量、重心、刚度、散热等物理约束是精密机械系统设计中不可回避的要素。本书将引导读者掌握各种结构布局优化技术,例如,利用有限元分析(FEA)对结构的刚度进行评估和优化,确保在承受载荷时变形量最小;通过拓扑优化等先进方法,在满足强度和刚度要求的前提下,最大程度地减轻结构重量。我们还将讨论如何有效地利用有限的空间资源,实现紧凑型设计,同时考虑了可维护性和可装配性,为后续的集成工作奠定坚实基础。 可靠性与安全性设计: 精密机械系统往往应用于高风险或高价值的场合,其可靠性和安全性至关重要。本书将深入探讨面向可靠性的设计(DfR)方法,包括失效模式与影响分析(FMI A)、故障树分析(FTA)等,以及如何通过冗余设计、容错技术等手段提升系统的鲁棒性。此外,对于涉及人机交互的系统,我们将重点关注安全防护设计,如防夹、防触电、紧急停止等功能的设计实现。 三、 关键子系统设计:实现精密运作的核心 在构建好系统骨架后,本书将聚焦于精密机械系统中那些实现核心功能的关键子系统。这些子系统往往是决定系统整体性能的关键所在,其设计难度和技术要求也最高。 高精度运动执行子系统: 运动执行子系统是精密机械系统的心脏。我们将详细讲解各类高精度驱动与传动方案的设计与选择。 直线运动执行: 探讨精密导轨(如滚珠导轨、直线电机导轨)、丝杠(如滚珠丝杠、谐波减速丝杠)的选型、安装与精度控制。分析如何抑制传动误差、蠕动效应,并讨论预紧力的优化与调整。 旋转运动执行: 深入研究精密轴承(如角接触球轴承、陶瓷轴承)、齿轮传动(如精密行星减速器、谐波减速器)、摩擦传动等的设计与应用。分析如何实现高扭矩输出、低背隙、高回转精度。 新型驱动技术: 介绍压电驱动、磁致伸缩驱动等微动及纳米级运动执行技术,为超精密加工、纳米测量等应用提供理论支持。 精密传感与测量子系统: 精密测量是精密控制的前提。本书将系统介绍各类高精度传感器及其在系统设计中的应用。 位置传感: 讲解编码器(光学编码器、磁编码器)、光栅尺、激光干涉仪、电容式传感器等在直线和旋转位置测量中的原理、精度等级与选型。 力/力矩传感: 介绍应变片式传感器、压电式传感器等在力与力矩测量中的应用,以及其在碰撞检测、力反馈控制中的作用。 环境感知: 探讨温度传感器、湿度传感器、振动传感器等对精密系统运行环境的影响,以及如何进行环境参数的监测与补偿。 先进制造工艺与精密加工技术: 精密机械系统的零部件,其制造精度往往是制约系统性能的瓶颈。本书将深入探讨支撑精密机械系统制造的先进工艺与技术。 超精密加工技术: 介绍金刚石车削、离子束刻蚀、微细电火花加工(EDM)、电化学加工(ECM)等超精密加工方法,及其在制造高精度光学元件、微机电系统(MEMS)等方面的应用。 精密表面处理与涂层技术: 探讨精密抛光、化学机械抛光(CMP)、PVD、CVD等表面处理技术,以及各种功能性涂层(如低摩擦涂层、耐磨涂层、抗反射涂层)对提升零件性能的影响。 增材制造(3D打印)在精密制造中的应用: 分析增材制造技术在复杂结构零件、轻量化设计以及定制化精密部件制造方面的潜力。 四、 性能优化与集成控制:让精密系统“活”起来 即使拥有出色的硬件设计,缺乏有效的控制策略,精密机械系统也无法发挥其应有的性能。本书的第三部分将重点关注性能优化与集成控制。 动力学建模与仿真分析: 在设计阶段,精确的动力学模型是进行性能分析与优化的基础。本书将介绍多体动力学、有限元动力学等建模方法,并结合常用的仿真软件(如MATLAB/Simulink, ANSYS, ADAMS等),对系统的动态特性进行仿真分析,预测其在不同工况下的响应,并为控制系统设计提供依据。 先进控制算法设计: PID控制器及其改进: 回顾PID控制器的基本原理,并深入探讨其在精密运动控制中的局限性,以及如模糊PID、自适应PID等改进算法的应用。 状态空间控制与最优控制: 介绍状态观测器设计、李雅普诺夫稳定性理论,以及LQR、LQG等最优控制方法,在提高系统的响应速度、抑制扰动方面的优势。 模型预测控制(MPC): 探讨MPC在处理多变量耦合系统、约束优化问题中的强大能力,特别是在复杂轨迹跟踪和优化任务中的应用。 智能控制方法: 介绍神经网络控制、模糊逻辑控制等智能控制策略,以及它们在处理非线性、时变系统时的优势。 系统集成与调试: 理论设计最终需要转化为实际的系统。本书将指导读者如何进行各子系统的集成,以及在集成过程中可能遇到的问题及解决策略。重点讲解不同类型传感器信号的采集与处理,执行器与控制器之间的匹配,以及系统联合调试的关键步骤和注意事项。我们将强调在调试过程中,回归仿真模型进行对比分析的重要性,从而快速定位和解决问题。 误差分析与补偿技术: 精密系统中的误差来源繁多,包括制造误差、安装误差、环境影响、驱动误差、测量误差等。本书将系统梳理各类误差的来源与影响,并介绍有效的误差分析与补偿技术。例如,通过误差分配、几何公差分析(GD&T)、数学模型补偿、实时误差测量与反馈补偿等方法,将系统的整体误差控制在允许的范围内。 五、 未来发展趋势与前沿技术展望 精密机械系统作为技术发展的“前沿阵地”,其发展永无止境。本书的最后一章将目光投向未来,展望该领域的发展趋势,并介绍一些前沿技术。 微纳精密机械系统(MEMS/NEMS): 探讨微机电系统和纳机电系统在传感器、执行器、微流控等领域的最新进展,以及其在生物医疗、环境监测等新兴领域的应用潜力。 柔性与智能精密机械系统: 介绍柔性机构、软体机器人等在适应复杂环境、实现人机安全交互方面的优势,以及将传感器、AI技术集成到机械系统中,使其具备感知、决策、自适应能力的未来方向。 工业4.0与智能制造: 探讨精密机械系统在智能工厂、工业互联网中的角色,如何通过数据互联、预测性维护、协同制造等技术,进一步提升生产效率与产品质量。 新材料与新能源技术的融合: 分析先进材料(如高强度合金、功能性高分子材料)在精密机械设计中的应用,以及新能源技术(如高效能源收集、微型能源存储)对精密机械系统续航能力的影响。 结语 《精密机械系统设计与集成》旨在为读者提供一个全面、深入、系统的学习平台。我们希望通过本书,能够帮助广大工程技术人员、科研人员和高等院校学生,深刻理解精密机械系统的设计原理、关键技术和集成方法,从而在实际工作中能够独立承担复杂的精密机械系统设计任务,并为我国在高端制造领域实现“精密制造”、“智能制造”贡献力量。本书内容力求严谨,逻辑清晰,希望能激发读者对精密机械领域更深入的探索热情。

用户评价

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不得不说,《机电传动控制(第5版)》是一本让我感到“治学严谨”的书。它在内容的组织上,体现了极高的学术素养。每个章节都从基础理论出发,逐步深入到复杂的工程应用。我尤其对书中关于“李雅普诺夫稳定性理论”的讲解印象深刻。很多教科书中,这部分内容可能只是简单介绍,但这本书却用了相当大的篇幅,详细阐述了李雅普诺夫函数的构造方法,以及如何利用它来证明系统的稳定性。这对于我理解系统的本质和安全性至关重要。 另外,书中在案例分析方面做得非常出色。它不仅仅是列举一些案例,而是对每个案例的背景、挑战、解决方案以及最终的性能评估都进行了详尽的描述。这让我能够从具体的工程实践中,更直观地理解理论知识的应用。例如,书中对某个“电动助力转向系统”的控制设计分析,就让我深刻体会到了精确建模和精妙控制算法对于提升用户体验的重要性。

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我一直认为,一本好的教科书应该能够激发读者的学习兴趣,并且培养他们的解决问题的能力。《机电传动控制(第5版)》在这两方面都做得非常出色。书中的案例设计巧妙,能够将抽象的理论知识与具体的工程问题紧密结合。我尤其喜欢书中关于“模糊逻辑控制”和“神经网络控制”的应用实例,这些章节让我看到了将人工智能技术应用于机电系统控制的巨大潜力。 书中还提供了一些附录,比如常用的工程数学公式和单位换算等,这些细节的补充,让这本书更加实用。总的来说,《机电传动控制(第5版)》是一本非常值得推荐的书籍,它不仅能够帮助读者扎实掌握机电传动控制的核心理论和技术,还能够为他们未来的学习和研究提供有益的指导。

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购买《机电传动控制(第5版)》的初衷,是想解决工作中遇到的几个实际技术难题。这本书的结构安排非常合理,从基础的电机原理到复杂的系统建模,再到各种控制策略的应用,层层递进,逻辑清晰。我遇到的问题,恰好对应了书中关于“伺服系统精度提升”和“动态响应优化”的章节。书中提供的分析方法和设计思路,让我豁然开朗。它不仅仅是给出了一个解决方案,而是详细地讲解了背后的原理,让我能够理解为什么这个方案有效,以及在其他类似场景下如何进行调整和优化。 我尤其欣赏书中对于“鲁棒控制”和“自适应控制”的讲解。在实际的工业生产环境中,设备的老化、环境的变化以及负载的波动都是不可避免的因素。传统的控制方法往往难以应对这些不确定性,导致系统性能下降甚至失控。而书中对这些先进控制理论的深入剖析,以及它们在实际系统中的应用示例,为我提供了解决这些难题的有力工具。例如,书中通过对不同自适应律的比较,让我能够根据具体应用场景选择最合适的自适应策略,大大提升了系统的稳定性和适应性。

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《机电传动控制(第5版)》这本书就像一位经验丰富的工程师,以清晰、严谨的方式分享了他的知识和经验。书中大量的图表和公式,都经过精心设计,能够直观地展示复杂的概念。我非常喜欢书中关于“离散时间系统”的章节,它详细讲解了从连续系统到离散系统的转换方法,以及在数字控制器设计中的应用。这对于我理解现代数字控制系统至关重要。 书中对“状态观测器”的设计和应用也做了深入的探讨。在很多情况下,我们无法直接测量系统的所有状态变量,这时候就需要通过状态观测器来估计它们。书中对卡尔曼滤波器等主流观测器算法的原理和实现都进行了详尽的介绍,并提供了具体的计算实例,这对于我进行精确的系统状态估计非常有帮助。

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对于我这种喜欢刨根问底的读者来说,《机电传动控制(第5版)》的深度是相当令人满意的。它不仅仅停留在“是什么”的层面,而是深入探讨“为什么”和“如何做”。例如,在讲解PID控制的参数整定方法时,书中不仅介绍了Ziegler-Nichols法等经典方法,还详细分析了它们背后的数学原理,以及各自的局限性。这让我能够更深刻地理解不同整定方法的适用条件,并能够根据实际情况灵活运用。 书中在“反馈控制”的原理阐述上也做得非常到位。它从信号流图、传递函数等不同角度,深入剖析了反馈控制的作用机理,以及它如何提高系统的鲁棒性和动态性能。我尤其欣赏书中对“根轨迹法”和“奈奎斯特判据”等经典分析方法的详细讲解,这让我能够从频域和复域的角度,全面地理解系统的稳定性。

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我一直觉得,一本优秀的教材不仅仅是信息的传递,更是一种思维方式的引导。《机电传动控制(第5版)》在这方面做得非常出色。书中并非简单地罗列知识点,而是通过引导性的提问和深入的分析,激发读者的思考。在讲解每一个控制算法时,作者都会先提出一个实际问题,然后逐步引入解决问题的思路和方法。这种“由问题驱动”的学习方式,让我能够主动地去探索和理解,而不是被动地接受。我尤其赞赏书中对于“模型不确定性”和“外部干扰”等现实因素的处理,这使得书中提出的解决方案更具鲁棒性和实用性,也让我认识到在实际工程中,理论模型与实际情况之间总会存在差异,而如何应对这些差异是设计的关键。 书中对新型控制技术的前瞻性也让我印象深刻。虽然我还没有深入研究其中的一些前沿章节,但从目录和对一些先进控制方法的介绍来看,这本书紧跟技术发展的步伐。比如,书中对“智能控制”和“网络化控制”等领域的初步探讨,让我看到了机电传动控制未来的发展方向。这对于想要了解行业最新动态的读者来说,无疑是非常有价值的。它不仅能够帮助我们掌握当前的主流技术,还能为我们未来的学习和研究指明方向,避免走弯路。

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老实说,我之前对机电传动控制这个领域并没有特别深入的了解,只是有一些零散的知识。翻开《机电传动控制(第5版)》的第一页,我就被它严谨的学术风格和清晰的逻辑结构吸引住了。这本书的文字表达非常精炼,但又不失深度。作者在讲解每个概念时,都会追溯其本源,并与其他相关概念进行对比,从而帮助读者建立起完整的知识体系。我特别喜欢书中在引入新概念时,会先回顾前置知识,确保读者能够跟上思路。 我特别关注的是书中关于“系统辨识”的部分。在很多实际应用中,我们可能无法得到精确的系统模型,这时候就需要通过实验数据来辨识系统的参数。这本书对各种辨识算法,如最小二乘法、递归最小二乘法等的原理和应用都进行了详细的阐述,并且提供了相应的计算方法和实例。这对于我来说,是非常实用的技能,能够帮助我在缺乏精确模型的情况下,依然能够设计出有效的控制器。

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这本书的另一个突出优点是其内容的多样性和全面性。它不仅仅局限于某一特定领域的机电传动控制,而是涵盖了从直流电机到交流电机,从线性系统到非线性系统,从传统控制到现代控制的广泛内容。我尤其关注的是书中关于“永磁同步电机”和“无刷直流电机”的控制章节,这部分内容紧密结合了当前工业自动化和新能源汽车等领域的需求,具有很强的现实意义。 书中对“模型预测控制”(MPC)的介绍,让我看到了未来控制技术的发展方向。MPC能够结合系统模型和约束条件,对未来一段时间内的系统行为进行预测和优化,从而实现更优的控制效果。这本书对MPC的基本原理、算法实现以及在不同应用场景下的优劣势都进行了清晰的阐述,这为我进一步深入研究MPC打下了良好的基础。

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这本书真的让我耳目一新!我之前接触过一些与机电一体化相关的书籍,但《机电传动控制(第5版)》在深度和广度上都给我留下了深刻的印象。首先,它不仅仅是停留在理论层面的讲解,而是非常注重实际应用。书中大量列举了各种工业场景下的传动控制案例,从简单的电机调速到复杂的机器人手臂联动,都进行了详尽的分析。我尤其喜欢它对不同控制策略的对比分析,例如PID控制、模糊控制、自适应控制等等,书中不仅介绍了这些控制方法的原理,还深入探讨了它们各自的优缺点以及在特定应用中的适用性。这对于我这样希望将理论知识转化为实践技能的读者来说,简直是福音。 此外,这本书在概念的阐述上也做得非常到位。很多原本我觉得比较晦涩难懂的术语,在这本书里都得到了清晰易懂的解释。比如,关于电机模型、传递函数、状态空间表示等核心概念,作者都循序渐进地讲解,并且辅以大量的图示和公式推导,使得理解起来不再困难。我甚至发现,书中对于一些基础知识的讲解,比如傅里叶变换、拉普拉斯变换在控制系统分析中的应用,都给出了非常详尽的补充说明,这对于我这种工程背景不是特别扎实的读者来说,非常友好。它让我能够更扎实地打好基础,从而更好地理解后续更复杂的章节。

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从一个初学者的角度来看,《机电传动控制(第5版)》的引导性非常强。书中的语言风格平实易懂,虽然涉及大量专业术语,但作者总是能用恰当的比喻和清晰的逻辑来解释它们。我尤其喜欢书中关于“传感器融合”和“执行器选型”的部分。在实际的机电系统中,传感器的精度和执行器的性能直接影响着整个系统的表现。这本书详细介绍了各种主流传感器和执行器的技术特性,以及在不同应用场景下的选型原则,这对我选择合适的硬件组件提供了非常有价值的参考。 此外,书中对“系统建模”这一核心环节的处理也让我印象深刻。它不仅介绍了传统的物理建模方法,还对基于数据的建模方法进行了探讨。例如,书中对“神经网络建模”的介绍,就让我看到了将人工智能技术应用于机电系统建模的潜力。这种对新技术的引入,使得这本书在保持经典内容的同时,也具有前瞻性,能够帮助读者跟上技术发展的潮流。

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快递很给力,书也不错

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感觉不错,还是很值得的

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书不错,考试用的,慢慢看

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3.2.2 并励发电机

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第7章 可编程控制器原理与应用

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专业书籍,需要一定的专业基础才能看的深入

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希望你能越做越好,成长有你有我大家一起来,很好的宝贝。

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多买了一本…太傻了我

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第11章 步进电动机控制系统

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