現代儀器系統設計方法

《現代儀器系統設計方法》是2015年出版的圖書，作者是王光明。

本書是一本介紹現代儀器系統設計理論與方法的教材，在討論現代儀器與現代設計的關係、特點，以及對多種常用現代儀器系統建模和多種常用現代設計方法進行概括的基礎上，重點介紹了現代儀器總體設計、儀器誤差設計新理念與方法、儀器可靠性設計、儀器健壯性設計方法、儀器宜人性設計、儀器最佳化設計方法、綠色設計和創新設計，各種設計方法均介紹了具體的套用實例。通過學習本書，讀者可以掌握現代儀器系統設計方法學的基本思想、理念、原理、設計過程和套用。本書可作為儀器類碩士研究生和高年級本科生的教材或參考書，也可供科研人員和從事儀器儀表設計的工程技術人員參考。

基本介紹

• 書名：現代儀器系統設計方法
• 作者：王光明
• ISBN：978-7-118-10243-7
• 出版時間：2015年8月

基本信息

書名：現代儀器系統設計方法

書號：978-7-118-10243-7

作者：王光明

出版時間：2015年8月

譯者：

版次：1版1次

開本：16

裝幀：平裝

出版基金：

頁數：298

字數：366

中圖分類：TH702

叢書名：國防科技大學“十二五”研究生重點教材

定價：50.00

目錄

第1章現代儀器設計方法概論1

1.1現代儀器系統的特點與組成1

1.1.1現代儀器儀表的特點1

1.1.2現代儀器儀表系統的基本結構與組成2

1.2現代設計方法概述5

1.2.1設計與現代設計6

1.2.2設計方法學及其研究內容8

1.2.3現代設計方法的特點9

1.3人-機-環境的系統觀和系統化設計10

1.3.1人-機-環境的系統觀10

1.3.2儀器系統化設計12

1.4儀器系統建模方法13

1.4.1模型13

1.4.2數學建模方法14

1.4.3控制論的建模方法17

1.4.4資訊理論的建模方法22

第2章現代儀器總體設計24

2.1概述24

2.1.1現代儀器系統設計過程的劃分24

2.1.2總體設計及其內容26

2.2儀器設計需求分析26

2.2.1設計任務分析27

2.2.2功能規劃和指標確定29

2.3總體方案的制定32

2.3.1基本設計原則32

2.3.2總體方案制定的內容35

2.4總體設計的驗證和評審39

2.4.1總體設計的驗證39

2.4.2總體設計的評審40

第3章儀器誤差設計新理念與方法41

3.1誤差設計理念與模型41

3.1.1誤差設計理念41

3.1.2誤差設計的數學模型42

3.1.3誤差設計要素42

3.2誤差修正設計53

3.2.1誤差修正設計理念53

3.2.2誤差修正設計的數學模型及設計要點54

3.2.3誤差修正設計套用實例58

3.3誤差匹配設計62

3.3.1誤差匹配設計概述62

3.3.2誤差匹配設計的數學模型及設計要點63

3.3.3誤差匹配設計套用實例65

3.4誤差相消設計67

3.4.1誤差相消設計理念68

3.4.2誤差相消設計的數學模型及設計要點68

3.4.3誤差相消設計套用實例71

3.5誤差允許設計75

3.5.1誤差允許設計的概念75

3.5.2誤差允許設計的數學模型及設計要點76

3.5.3誤差允許設計套用實例80

第4章可靠性設計方法84

4.1可靠性設計基礎84

4.1.1可靠性的基本概念84

4.1.2可靠性特徵量85

4.1.3可靠性壽命分布90

4.2系統的可靠性設計90

4.2.1可靠性系統模型90

4.2.2可靠性預計93

4.2.3系統可靠性分配96

4.3提高儀器系統可靠性的設計方法99

4.3.1元器件的選擇與降額設計99

4.3.2電路簡化設計方法101

4.3.3冗餘設計方法102

4.3.4軟體可靠性設計103

4.3.5耐環境設計108

4.3.6儀器系統電磁兼容性設計114

4.3.7包裝和運輸設計123

4.4儀器系統可靠性設計實例124

第5章儀器健壯性設計方法126

5.1基本概念與質量模型 126

5.1.1基本概念126

5.1.2質量設計模型127

5.2健壯設計原理與方法128

5.2.1基本原理128

5.2.2設計方法130

5.2.3設計分類與流程131

5.2.4試驗設計133

5.3儀器系統的健壯設計139

5.3.1基於損失模型的健壯設計139

5.3.2基於回響面模型的健壯設計144

5.3.3基於容差模型的健壯設計146

5.3.4基於隨機模型的健壯設計148

5.3.5基於成本-質量模型的混合健壯設計151

5.4健壯性設計實例153

5.4.1考慮互動作用的正交試驗設計153

5.4.2採用回響面法的健壯性設計155

第6章儀器的宜人性設計161

6.1概述161
6.2儀器造型設計與色彩設計162
6.2.1造型基礎與美學法則162
6.2.2儀器造型設計172
6.2.3儀器色彩設計175
6.3人機工程學與宜人性設計180
6.3.1人體結構尺寸與造型尺度181
6.3.2視覺特徵與顯示器設計184
6.3.3儀器控制臺設計186

第7章綠色設計188
7.1概述188
7.1.1綠色設計產生的背景188
7.1.2綠色設計的目的與意義189
7.1.3綠色設計的概念190
7.2綠色產品與綠色設計方法191
7.2.1綠色產品191
7.2.2傳統設計與綠色設計的區別193
7.2.3綠色設計準則與方法195
7.3綠色設計的主要內容和關鍵技術199
7.3.1綠色設計的主要內容199
7.3.2綠色設計的關鍵技術201
7.4綠色設計的效益和套用分析203
7.4.1綠色設計的效益203
7.4.2齒輪加工工具機的綠色設計分析204

第8章最佳化設計方法211

8.1最佳化設計的基本知識211
8.1.1最佳化設計的數學模型211
8.1.2最佳化方法的數學基礎215
8.2一維最佳化方法222
8.2.1基本思想222
8.2.2進退法222
8.2.3黃金分割法223
8.2.4二次插值法225
8.3無約束最佳化方法227
8.3.1基本思想227
8.3.2坐標輪換法227
8.3.3鮑威爾法229
8.3.4最速下降法231
8.3.5牛頓型方法及其改進233
8.3.6共軛方向法234
8.4有約束最佳化方法235
8.4.1基本思想235
8.4.2隨機方向法236
8.4.3複合形法238
8.4.4拉格朗日乘子法241
8.4.5懲罰函式法242
8.5多目標函式的最佳化方法247
8.5.1主要目標法247
8.5.2線性加權法248
8.5.3功效係數法248
8.5.4協調曲線法249
8.5.5分層序列法250
8.6最佳化設計套用實例252
8.6.1建立目標函式253
8.6.2設計變數254
8.6.3設計約束254

第9章創新設計257
9.1概述257
9.1.1什麼是創新257
9.1.2什麼是創新設計258
9.1.3創新設計要素258
9.2創新設計思維及其套用方法259
9.2.1創新設計思維259
9.2.2創造力模型263
9.2.3創新思維的套用方法264
9.3發明問題解決理論——TRIZ270
9.3.1TRIZ理論概述270
9.3.2TRIZ理論體系272
9.3.3技術衝突及其消解276
9.3.4物理衝突及其消解288
9.4基於TRIZ的創新設計實例292
9.4.1坦克的裝甲問題292
9.4.2飛機機翼的進化294
9.4.3提高大型容器容積檢測速度問題295

參考文獻298