可编程控制系统设计与实训 9787303122004 北京师范大学出版社

可编程控制系统设计与实训 9787303122004 北京师范大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

吴元修 著
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出版社: 北京师范大学出版社
ISBN:9787303122004
商品编码:29890499146
包装:平装
出版时间:2011-06-01

具体描述

基本信息

书名:可编程控制系统设计与实训

定价:39.50元

作者:吴元修

出版社:北京师范大学出版社

出版日期:2011-06-01

ISBN:9787303122004

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.481kg

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内容提要


吴元修等主编的《可编程控制系统设计与实训》以三菱公司的FX2N系列可编程控制器(PLC)为例,以基于工作过程的项目为载体,在相应具体工作任务中介绍了PLC的硬件结构和工作原理;PLC的内部编程软件和指令系统;编程软件的使用和梯形图的设计方法。书中从应用角度出发,基于典型逻辑控制系统、顺序控制系统、位置控制系统(步进电动机的控制)、模拟量闭环控制系统(拌胶机的控制)、变频器控制系统(纺纱卷绕电动机的控制)的设计与安装等工程实例,旨在培养读者PLC技术在生产一线的应用能力,使读者学会PLC控制系统的设计方法,熟悉PLC控制系统施工与质量验收规范,了解国内外PLC技术发展动向,具有PLC控制系统的安装、接线、调试、维护与维修能力,具有利用PLC完成中等复杂程度机电设备控制系统的改造设计能力。本书可作为高职高专院校电气自动化技术、机电一体化技术、应用电子技术和数控技术等专业的教材使用,也可供企业工程技术人员自学和作为培训教材使用。建议授课时数为72学时。

目录


项目1 典型逻辑控制系统的设计与安装 任务1 认识可编程控制器 任务2 电动机正反转运行的控制 任务3 电动机反接制动的控制 任务4 电动机Y-△起动的控制项目2 顺序控制系统的设计与安装 任务1 交通信号灯的控制 任务2 自动门的控制项目3 特殊功能控制系统的设计与安装 任务1 电镀生产线的控制 任务2 机械手的控制 任务3 步进电动机的控制 任务4 刨花板生产线拌胶机的控制项目4 复杂控制系统的设计与安装 任务1 PLC与触摸屏的综合控制 任务2 PLC与变频器的综合控制参考文献

作者介绍


文摘


序言



智能时代的基石:深入解析现代可编程控制系统设计与实践 在科技飞速发展的浪潮中,可编程控制系统(Programmable Logic Controller, PLC)已成为工业自动化、智能制造乃至现代社会基础设施建设不可或缺的核心技术。它如同工业的“神经系统”,连接着感知、决策与执行的各个环节,支撑着从精密生产线到智慧城市的 seamless 运行。本书旨在为读者提供一个全面、深入且极具实践性的学习平台,带您走进可编程控制系统的设计、应用与维护的广阔天地。 一、 系统设计:从概念到实现的蓝图 本书的开篇,我们将从可编程控制系统的基本原理入手,深入剖析其核心组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)模块、通信接口以及电源等。我们将详细阐述PLC如何通过读取输入信号,执行预设的逻辑程序,并输出控制信号来完成自动化任务。理解这些基本原理,是后续深入学习设计与应用的基础。 接着,我们将聚焦于PLC的硬件选型与配置。在实际项目中,根据自动化需求的复杂性、环境的特殊性以及预算的限制,选择合适的PLC型号至关重要。本书将引导读者掌握根据控制点数、I/O类型(数字、模拟)、通信需求(如EtherNet/IP, Profinet, Modbus)、防护等级等因素,科学、经济地选择和配置PLC硬件。我们将分析不同品牌、不同系列PLC的特点和优势,并提供实际案例,帮助读者做出明智的决策。 PLC的系统架构设计是实现高效、可靠控制的关键。本书将深入探讨如何根据被控对象的工艺流程,设计合理的PLC系统架构。这包括: 输入/输出(I/O)点的规划与分配:如何准确计算所需的输入/输出点数,并进行有效的逻辑分组和物理布局,以优化布线和维护。 通信网络的构建:在复杂的自动化系统中,PLC之间、PLC与上位机(如SCADA系统、HMI)之间的通信至关重要。我们将详细介绍各种工业通信协议(如RS-485, RS-232, Ethernet),以及如何设计可靠、高效的通信网络。 安全与冗余设计:针对关键工艺或高可靠性要求的应用,我们将探讨安全PLC(Safety PLC)的应用原则,以及如何通过冗余配置(如CPU冗余、电源冗余、通信冗余)来提高系统的可用性和容错能力。 控制策略与算法的设计是PLC程序的核心。本书将系统介绍各种常用的控制策略,并提供相应的编程实现方法。我们将涵盖: 顺序控制:包括步进梯形图(SFC)等,用于描述按顺序执行的工艺流程。 组合逻辑与时序逻辑:掌握各种逻辑门电路(AND, OR, NOT, XOR等)在PLC编程中的应用,以及如何实现计时、计数等时序功能。 模拟量控制:PID(比例-积分-微分)控制是实现精密控制的基石。我们将详细讲解PID算法的原理、参数整定方法,并演示其在PLC中的编程实现,应用于温度、压力、流量等模拟量变量的精确控制。 运动控制:对于涉及伺服、步进电机等设备的应用,我们将介绍PLC在单轴、多轴运动控制方面的能力,包括位置控制、速度控制、加速度控制等。 用户界面(HMI)与监控系统(SCADA)的集成是现代自动化系统的必然要求。本书将讲解如何设计直观、易用的HMI界面,实现对生产过程的可视化监控、参数调整和故障报警。同时,也将探讨PLC与SCADA系统之间的数据交互,构建完整的监控与管理平台。 二、 实训实践:从理论到技能的升华 纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。本书强调理论与实践的紧密结合,通过丰富的实训项目,帮助读者将所学知识转化为实际操作能力。 实训环境搭建:我们将指导读者如何搭建一个真实的PLC实训环境,包括PLC硬件(如Siemens S7系列、Rockwell Allen-Bradley系列、Schneider Electric M系列等,视实际教材内容而定)、编程软件(如TIA Portal, Studio 5000, Unity Pro等)、HMI模拟软件以及必要的I/O模拟设备。 基础指令实训:通过一系列由浅入深的实训项目,读者将熟练掌握PLC编程软件的各项基本指令,包括数据处理指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、跳转指令、子程序指令等。例如,我们将设计“交通信号灯控制”、“传送带启停控制”、“液体灌装机控制”等基础项目,让读者在实践中理解指令的用法和逻辑。 典型工艺流程实训:本书将选取工业生产中常见的典型工艺流程,进行PLC的完整设计与实训。例如: 物料输送与分拣系统:模拟生产线上的物料搬运、识别、分拣等过程,训练读者在复杂逻辑控制方面的能力。 恒温恒湿控制系统:通过PID控制,实现对环境温度和湿度的精确调节,深入理解模拟量控制的应用。 自动化立体仓库控制:涉及多轴运动控制、路径规划、库存管理等,是综合性较强的实训项目。 水处理系统监控:模拟水泵启停、阀门开关、液位检测、水质监测等,锻炼读者在过程控制方面的能力。 故障诊断与排除实训:在实际工作中,故障诊断与排除是PLC维护的重要环节。本书将模拟各种常见的硬件故障(如I/O模块损坏、通信中断)和软件故障(如逻辑错误、死锁),指导读者运用PLC的诊断工具、在线监视功能,快速定位问题并进行修复。 项目案例分析与设计:我们将提供多个不同行业的实际项目案例,从需求分析、方案设计、硬件选型、程序开发到调试上线,进行详细的讲解和分析。例如,在制造业中,我们将分析某冲压自动化生产线的PLC控制方案;在楼宇自动化领域,我们将探讨中央空调系统的PLC控制设计;在水务系统中,我们将剖析泵站的PLC监控与调度系统。通过这些案例,读者能够了解PLC在不同应用场景下的实际落地情况。 三、 进阶与拓展:面向未来的探索 在掌握了PLC设计与实训的基础后,本书还将引导读者探索更广阔的领域: PLC与其他系统的集成:深入探讨PLC如何与MES(制造执行系统)、ERP(企业资源计划系统)等高级管理系统进行数据交换,实现生产过程的精细化管理和智能化决策。 工业物联网(IIoT)与云计算:讲解如何将PLC连接到工业物联网平台,实现数据的远程采集、分析和可视化,为预测性维护、工艺优化等提供支撑。 高级编程技术与应用:介绍PLC的高级编程语言(如结构化文本ST、功能块图FB),以及如何利用PLC实现更复杂的算法,如模糊控制、神经网络等(取决于具体教材内容)。 PLC的未来发展趋势:展望PLC技术在人工智能、边缘计算等新兴技术融合下的发展方向,以及对自动化行业带来的深远影响。 本书不仅是一本理论书籍,更是一本实践指南。我们力求通过清晰的逻辑、严谨的论述、丰富的图示以及详实的实训项目,帮助读者构建扎实的PLC知识体系,掌握全面的设计与调试技能,为他们在自动化、智能化领域的学习和职业发展奠定坚实的基础。无论是初学者希望系统学习PLC技术,还是工程师希望提升技能、拓展视野,本书都将是您不可多得的宝贵资源。

用户评价

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这本书在内容编排的逻辑性上,做得相当出色。它仿佛是在引领读者进行一次深入的探索之旅,从最基础的门电路和逻辑运算开始,逐步引申到更复杂的数字系统设计,最终触及到现代控制系统的核心——可编程逻辑控制器(PLC)。我特别欣赏它在讲解不同控制策略时,循序渐进的难度递增方式。例如,在介绍基础的数字逻辑和布尔代数时,它并没有直接跳到PLC的指令表,而是先铺垫了这些底层的逻辑基础,使得读者能够更深刻地理解PLC内部的工作原理。随后,它开始讲解梯形图、指令表、功能块图等不同的编程语言,并详细阐述了它们各自的适用场景和优缺点。这一点非常重要,因为在实际应用中,不同的工况和个人偏好可能会倾向于不同的编程方式。书中给出的示例程序,不仅仅是简单的“Hello World”级别,而是涵盖了诸如定时器、计数器、移位寄存器、数据处理等许多在实际工程中经常会用到的功能模块。而且,作者在解释这些复杂的功能时,并没有采用堆砌专业术语的方式,而是通过生动形象的比喻和贴切的类比,将抽象的概念具象化,让读者能够轻松理解。此外,书中还提供了大量的实训项目,这些项目的设计思路和实际工程项目有很强的关联性,例如简单的传送带控制、液位控制、温度控制等。这些项目不仅帮助读者巩固了编程技能,更重要的是培养了他们分析问题、解决问题的工程思维。北京师范大学出版社的出版质量一如既往地可靠,纸张的质感和印刷的清晰度都令人满意,让阅读过程成为一种享受,而不是负担。

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我是一名长期从事自动化设备维护的工程师,平日里工作中接触最多的就是各种可编程控制系统。最近我一直在寻找一本能够帮助我系统性梳理知识、提升技能的书籍,偶然间发现了这本《可编程控制系统设计与实训》。读完这本书,我最大的感受是它的“实用性”。它没有过多地卖弄高深的理论,而是直击实际应用中的痛点和难点。书中关于PLC硬件选型、接线规范、故障诊断和排除的章节,对我来说尤其有价值。它详细介绍了不同品牌、不同系列的PLC在结构、功能和应用上的差异,以及在实际布线时需要注意的安全事项和常见误区。更重要的是,书中提供的故障排除指南,简直是工程师的“救命稻草”。它列举了大量的实际案例,分析了各种常见的故障现象,并给出了详细的排查步骤和解决方案,这比自己摸索要高效得多,也少走了很多弯路。实训部分的设计也非常到位,它提供的那些模拟实际生产场景的实训项目,让我在书本上就能模拟完成许多在车间里才能进行的调试工作,这不仅节省了宝贵的时间,也大大降低了试错成本。例如,书中对于如何设计和调试一个具有联动功能的自动化生产线,有着非常清晰的指导。而且,书中对网络通信,如Modbus、Profinet等协议的讲解,也让我对如何构建分布式控制系统有了更深入的理解。这本书对于我这样有一定经验的从业者来说,无疑是一份宝贵的参考资料,它帮助我填补了一些知识上的空白,也为我今后的工作提供了更坚实的理论基础和实践指导。北京师范大学出版社的出版,保证了其内容的严谨性和专业性。

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当我翻开这本书的时候,我立刻被它清晰的结构和丰富的图示所吸引。在学习可编程控制系统这个相对复杂的领域时,清晰的结构是入门的关键,而这本书在这方面做得非常出色。它从基础的PLC硬件构成讲起,然后逐步深入到各种指令的讲解,再到实际的程序设计和系统集成。让我特别欣赏的是,书中将“设计”和“实训”这两个部分有机地结合在一起。在讲解每一个编程指令或者控制逻辑的时候,书中都会 immediately 给出相应的实训案例,让读者能够立刻动手实践,验证所学。这种“即学即练”的学习模式,大大增强了学习的趣味性和有效性。我还发现,书中在讲解一些关键概念时,例如“中断”和“定时器”,都用了非常形象的比喻和图示,将抽象的概念具象化。例如,关于中断的讲解,它将PLC的中断比作“紧急电话”,一旦有紧急事件发生,就会立即停止当前的工作,去处理紧急事件,处理完后再回到原来的工作。这种生动形象的讲解方式,让我能够轻松理解这些重要的控制概念。实训项目的设计也很有针对性,涵盖了工业自动化中常见的应用,例如电机的正反转控制、步进电机的定位控制、液位和温度的PID调节等。这些实训项目不仅能够帮助我巩固编程技能,更重要的是让我熟悉了实际工程中常用的控制算法和实现方法。北京师范大学出版社的出版,确保了书中内容的准确性和专业性,排版印刷也非常精美,为我的学习提供了良好的阅读体验。

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这本书的设计理念和结构安排,可以说是为那些渴望将理论知识转化为实际操作能力的读者量身打造的。从书名“可编程控制系统设计与实训”就能窥见其核心价值——不仅教你“怎么想”,更教你“怎么做”。在当今工业自动化和智能制造飞速发展的时代,掌握可编程控制技术的重要性不言而喻。这本书没有仅仅停留在枯燥的理论讲解,而是将大量的篇幅投入到了实训环节,这一点让我印象深刻。我一直觉得,学习技术最怕的就是“纸上谈兵”,而这本教材恰恰解决了这个问题。它提供的实训项目,从基础的PLC编程入门,到复杂的运动控制和人机界面集成,都设计得非常贴合实际工业应用场景。每一个实训步骤都清晰明了,配以详细的图示和代码示例,即使是初学者也能循序渐进地掌握。更重要的是,书中在讲解每个知识点时,都会结合相应的实训案例,让读者在理解概念的同时,立刻就能动手实践,验证所学。这种“学以致用”的学习模式,极大地提高了学习效率和知识的巩固程度。我还注意到,书中在介绍一些关键概念时,例如中断、PID控制、通信协议等,都用了非常通俗易懂的语言,并辅以图解,化繁为简,使得这些原本可能令人望而生畏的技术点变得触手可及。北京师范大学出版社在教材的出版方面一向有着很高的水准,这本书也延续了其严谨认真的风格,从排版印刷到内容审核,都显得十分专业,为读者提供了良好的阅读体验。总而言之,这是一本理论与实践相结合的优秀教材,是学习可编程控制系统的绝佳选择。

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这本书最让我印象深刻的是它在“用户友好性”方面的努力。在学习一个复杂的技术领域时,清晰易懂的语言和直观的图示是至关重要的。这本书在这两个方面都做得非常出色。首先,作者在讲解每一个概念时,都力求用最通俗易懂的语言,避免使用过多的专业术语,或者在必要时提供详细的解释。例如,在讲解“步进电机控制”时,它会用通俗的比喻来解释步进电机的“步进”原理,以及如何通过脉冲来控制其运动。其次,书中配有大量的图示,包括硬件接线图、PLC内部逻辑图、运动轨迹图等等,这些图示不仅直观地展示了概念,也帮助读者更好地理解抽象的理论。实训项目的设计也充分考虑到了用户的需求。每一个项目都提供了详细的步骤,从硬件的连接到程序的编写,再到最后的调试,都清晰地列了出来。而且,书中还提供了一些“提示”和“注意事项”,帮助读者避免一些常见的错误。我尤其喜欢的是,书中在讲解某些功能时,会提供多种实现方法的对比,例如,在实现一个简单的延时功能时,是使用定时器指令,还是使用计数器指令,以及它们的优缺点是什么。这种对比分析,能够帮助读者更深入地理解不同方法的适用场景。总而言之,这本书是一本非常适合自学者的教材,它不仅内容丰富,而且易于理解和操作。北京师范大学出版社的出版,保证了其内容的准确性和可靠性。

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这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我走进可编程控制的殿堂。我特别欣赏书中对“设计”环节的重视。它不仅仅停留在如何编写程序,而是更侧重于整个系统的设计思路和方法。例如,在设计一个控制系统之前,如何进行需求分析,如何进行硬件选型,如何进行通信协议的选择,如何进行安全性的考量等等。这些在实际工程中至关重要的前期准备工作,在书中得到了充分的体现。书中还提供了多种设计方法的对比和分析,例如,在处理复杂逻辑时,是选择纯粹的梯形图,还是结合结构化文本(ST)或者功能块图(FBD),以及在什么情况下使用哪种方法更高效。这对于我理解不同编程语言的优势和劣势,以及根据具体情况选择最合适的设计方案,非常有启发性。实训部分更是让我觉得物超所值。它提供的实训项目,涵盖了工业自动化领域中许多典型的应用场景,从简单的流水线控制到稍复杂的机器人协同,都有涉及。而且,每一个实训项目都不仅仅是提供一个完成的程序,而是引导读者一步步地完成从设计到调试的全过程,包括元器件的选型、PLC的配置、程序的编写、参数的设置以及最终的测试。这种全方位的实训指导,让我在理论学习的同时,也能获得宝贵的实践经验。这本书的语言风格也很独特,它既有学术的严谨性,又不失通俗易懂的亲和力,使得复杂的概念不再令人望而却步。北京师范大学出版社的出版,保证了这本书的高质量和专业性。

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作为一名在校大学生,我一直在寻找一本能够帮助我深入理解可编程控制系统并且能够动手实践的书籍。这本《可编程控制系统设计与实训》无疑是我遇到的最理想的选择之一。首先,书中对于PLC硬件的讲解非常详尽,从CPU模块的原理到各种I/O模块的功能,都做了细致的介绍,这为我构建了一个完整的系统认知。更重要的是,它并没有仅仅停留在理论的讲解,而是将大量的篇幅用于实训项目的设计和指导。书中提供的实训项目,从最基础的逻辑控制到相对复杂的运动控制和人机界面交互,都覆盖了。我特别喜欢的是,每一个实训项目都提供了详细的步骤指导,包括硬件的连接、PLC的配置、程序的编写、参数的设置以及最终的调试。这使得我即使在没有实际设备的情况下,也能通过模拟或者虚仿来完成训练。例如,书中关于伺服电机的位置控制和速度控制的实训,让我对如何精确控制运动部件有了初步的认识。此外,书中还对一些高级的应用,例如PLC网络通信和数据采集进行了介绍,这为我今后的深入学习和研究打下了基础。作者在讲解过程中,充分考虑到了初学者的接受程度,用通俗易懂的语言,结合大量的图示和代码示例,将复杂的概念变得清晰易懂。北京师范大学出版社的出版质量一如既往地令人放心,纸张的质感和印刷的清晰度都非常好,为我提供了一个愉快的学习过程。

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从一个长期在工业现场工作的技术人员的角度来看,这本书的价值在于它对“细节”的关注。很多书可能只讲了某个功能的实现方法,但这本书却能够深入到实际操作中遇到的各种“坑”和“窍门”。例如,在讲解PLC的输入/输出点扩展时,它不仅说明了如何连接,还详细介绍了不同扩展模块的特性,以及在实际应用中,如何根据负载和信号类型来选择合适的模块,甚至还提醒了一些接地和屏蔽的注意事项,这些看似细微之处,却往往是影响系统稳定性的关键。实训部分的设计,更是充满了“实战”的味道。它提供的很多案例,都是从实际生产线上提炼出来的,例如,如何解决一个电机频繁启动导致PLC过载的问题,或者如何对一个周期性的故障进行精准定位。这些案例的分析,不仅仅提供了解决方案,更重要的是教会了读者如何去思考和分析问题。我还发现,书中在讲解PLC指令时,对一些“冷门”但非常实用的指令,例如“BCD转二进制”、“位操作指令”等,也做了详细的讲解和应用示例。这些指令虽然不常用,但在一些特殊的场合,却能起到事半功倍的效果。总而言之,这本书是一本“接地气”的教材,它不仅传授了技术,更传递了工程实践的智慧。北京师范大学出版社的出版,保证了其内容的专业性和可靠性。

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这本书的特点在于其“系统性”和“前瞻性”。它不仅仅是教你如何操作PLC,而是将可编程控制系统作为一个整体来讲解,从底层硬件到上层应用,再到未来的发展趋势,都有所涉及。在设计方面,书中非常强调“模块化”和“标准化”的设计理念,这对于构建大型、复杂的控制系统至关重要。它详细讲解了如何根据功能需求,将系统分解为不同的模块,并且如何通过标准化的接口进行集成。这一点对于提高系统的可维护性和可扩展性非常有帮助。在实训方面,书中提供了一些具有挑战性的项目,这些项目不仅仅是简单的功能实现,而是需要综合运用多种技术和知识,例如,如何设计一个具有模糊PID控制功能的温度调节系统,或者如何实现多台PLC之间的协同工作。这些项目的设计,能够有效地锻炼读者的综合分析和解决问题的能力。我还注意到,书中对一些新兴的技术,例如工业物联网(IIoT)在可编程控制系统中的应用,也进行了初步的探讨。这使得读者不仅能够掌握现有的技术,还能对未来的发展趋势有所了解。我认为,对于那些希望在自动化控制领域有深入发展,或者希望成为一名优秀的系统设计师的读者来说,这本书是非常有价值的。北京师范大学出版社的出版,保证了其内容的严谨性和权威性,为读者提供了高质量的学习资源。

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作为一个刚入行不久的自动化控制初学者,我深切地体会到学习可编程控制系统所面临的挑战。理论知识繁多,概念抽象,而实际操作又往往需要大量的经验积累。这本《可编程控制系统设计与实训》就像一盏明灯,为我指引了方向。首先,书中从最基础的PLC硬件构成讲起,详细介绍了CPU模块、输入/输出模块、通信模块等各个组成部分的功能和作用,这为我构建了一个清晰的系统框架。然后,它循序渐进地引入各种编程指令和逻辑结构,例如常用的逻辑指令、定时器、计数器、比较指令以及数据传送指令等。让我感到欣慰的是,作者并没有将这些指令简单罗列,而是通过一个个小型的、易于理解的范例,将指令的应用场景和工作原理展现出来。特别是书中关于“位逻辑控制”和“字逻辑控制”的区分讲解,以及如何利用这些指令实现简单的启停、联锁、报警等功能,让我对PLC的编程逻辑有了初步的认识。让我觉得尤其有用的是,书中提供的“案例分析”部分,每一个案例都从实际应用出发,例如一个简单的水泵控制系统,它会详细分析需求,然后给出PLC的选型、硬件接线图、PLC程序设计步骤,直至最终的调试方法。这种“问题-解决方案”的模式,对于我这种需要大量实践来加深理解的学习者来说,具有极大的帮助。实训项目的设计也同样出色,它们都具有一定的代表性,能够帮助我熟悉不同类型的控制任务。北京师范大学出版社的出版质量,保证了文字清晰,图例精美,让我能够更专注地投入到学习中。

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