工程技术

本书是作者所著五卷书的第４卷：机械振动和冲击分析，与本卷书相关的其它各卷书的信息如下：第１卷：正弦振动，第２卷：机械冲击，第３卷：随机振动，第５卷：规范的发展．这也是修订和更新的第３版。全书为理解和描述组件或材料经历疲劳损伤的方法提供必要的基础知识，这些方法专门用于计算由随机振动所造成的疲劳损伤。

本书分为８章：１．材料疲劳的概念，介绍材料疲劳行为的知识，以S-N曲线（应力－循环数曲线）表示的周期数和用于表示曲线的主要规律；２．疲劳损伤的累积，论述应力循环累积造成的损伤规律；３．分析随机时间历史的计数方法，讨论数值方法（Rainflow Counting Method），从最简单的（峰值）计算到最复杂的雨流计数法，并给出了它们的优缺点；４．一个自由度机械系统的疲劳损伤，叙述由信号计算疲劳损伤的时间，论述Ｓ?Ｎ曲线的形状，疲劳极限存在，非线性累积损伤的分布，峰值的分布律和非零平均值的存在；５．疲劳损伤的标准偏差，介绍近似计算疲劳损伤标准偏差的几种方法；６．用其他假设计算的疲劳损伤，论述Ｓ?Ｎ曲线的形状，疲劳极限的存在，非线性累积损伤的分布，高峰和非零平均值存在的规律；７．低周疲劳，介绍材料的低周疲劳性能，例如Baushinger效应，循环应变的硬化，循环应力－应变曲线的特性，疲劳的迟滞效应和断裂；８．断裂力学，论述材料的脆性断裂，塑性断裂，裂缝的起始，裂缝的扩展，断裂强度和应力强度因子。

本书适合结构力学、机械工程、航空和应用数学相关领域的研究人员、工程师、教师和研究生阅读和参考。

过去的２０年间，人类见证了电力技术和微处理器领域的重大发展，在此基础之上，历史上复杂的电能变频器和数字信号处理器（DSP）逐渐被广泛用来制造各个行业的高性能交流驱动装置。为了充分实现这一目标，必须利用各个领域的先进控制理论。近３０年来针对非线性控制方法的深入研究，产生了大量相关的期刊和会议论文，然而并不是所有的非线性控制方法都适用于交流电机。本书旨在提供交流电动控制的有效信息，并讨论相关控制方法的分析、设计和实现。因此，重点是基于无传感器的非线性观测器、自适应高鲁棒性非线性控制器、输出反馈控制器、故障检测和隔离方法及容错控制器。本书提供了这些主题的最新进展，以及它们在交流电机控制中的应用，还描述许多其它控制相关的主题，并且大多数主题的概念和方法都由它们的提出者亲自论述。

全书共分２３章：１．交流电机简介，介绍了交流电机控制的基本方法和基础知识；２．异步电机的控制模型，介绍了异步电机建模的经典公式和参数辨识方法；３．同步电机的控制模型，介绍了绕线式转子电机和永磁式转子电机在不同坐标系下的模型；４．异步电机的状态观测，介绍了异步电机运行状态下各个参数的检测方法；５．异步电机控制中的扰动注入方法，介绍了控制的分析方法和过程；６．交流电机的观测器系统设计，介绍了交流电机相关观测器的设计方法；７．同步电机观测器实验评估方法，介绍了各种观测器的实验手段和评估策略；８．异步电机鲁棒控制中的高放大率观测器，介绍了各种控制方法及其相关的检测量；９．异步电机的自适应输出反馈控制，介绍了各种非线性无传感器控制方法；１０．异步电机效率最大化的非线性速度环控制，介绍了具有饱和效应的电机模型和控制；１１．异步电机无速度传感器控制的实验评估方法，介绍了非线性控制器和实验方法；１２．多相异步电机控制，介绍了非常规多相异步电机的建模和控制；１３．双馈异步电机的控制，介绍了此类点击的建模和控制方法；１４．异步电机的故障检测，介绍了各种故障，故障状态下的电机模型和故障检测方法；１５．永磁同步电机的无传感器控制，介绍了在无传感状态下永磁同步电机各项参数的评估方法；１６．永磁同步电机的自适应输出控制，介绍了非线性的自适应控制方法；１７．永磁同步电机的故障检测，介绍了故障状态下同步电机的建模和检测方法；１８．永磁同步电机在数字化控制方法，介绍了滑动平均法在数字化控制中的应用；１９．嵌入式永磁同步电机的控制方法，介绍了此类点击的特点和控制方法；２０．绕线式转子同步电机的非线性反馈控制，介绍了此类电机的特点和非线性控制方法；２１．在车辆驱动领域交流电机控制，介绍了车辆驱动领域的特点和注意事项；２２．高速列车应用中的异步电机控制，介绍了此类电机控制的特殊方法；２３．大功率工业驱动领域的交流电机控制，介绍了典型工况和大功率控制器及其控制。

本书面对的读者类型十分广泛，包括教授、研究生、学术界和工业界的研究人员、工程师，和其他各类相关人员。

本书讨论了新型电路系统中集成电路设计的先进技术，例如新兴的身体区域网络（body area networks）、无线通信、数据网络和光学成像系统等。利用具有优异性能的新兴材料，可以使系统的性能突破常规CMOS的限制，比如绝缘体硅片材料（SOI）、锗化硅材料（SiGe）和磷化铟（InP）材料等。本书讨论了数字系统、模拟系统、能量管理系统和射频电路中的新型设计技术，对器件布局、可靠性和测试等技术也作了详细阐述。本书还讨论了三维CMOS集成以及传感器整合技术，成功地描述了未来电路设计的蓝图，是面对高等电路设计人员的必备工具手册。

本书共有４大部分，具体分为２３章。第１部分数字电路设计和能源管理系统，含第１－７章：１．在具有能量延迟现象的空间中进行设计；２．亚阈值下的耦合源极逻辑系统；３．智能能量自动化系统中纳米级COMS电路的超低电压设计；４．基于反馈系统的可重置模拟电路设计；５．基于储存器的逻辑系统设计：低能耗设计展望；６．新兴能量管理系统；７．以无线身体网络能量采集系统优化为目标的超低能量管理电路。第２部分模拟电路和射频电路，含第８－１３章：８．基于绝缘体硅片的模拟电路设计；９．自校准CMOS振荡器中频率的产生和控制；１０．动静态跨导线性电路综合分析；１１．微瓦级CMOS模拟电路设计：超低能量控制集成电路；１２．AMOLED显示屏用高度电流模式数据控制器；１３．无线传输应用的射频接收器。第３部分器件布局和可靠性，含第１４－２３章：１４．基于并联硬件平台的新型通信架构设计；１５．基于成比例CMOS技术的集成传输线设计和优化；１６．芯片表面网络互联；１７．集成磁材料的螺旋形电感；１８．纳米级超大规模集成电路的稳定性；１９．纳米级CMOS集成电路的温度监测问题。第四大部分讨论了电路测试，包括：２０．低能耗大规模集成电路的测试；２１．模拟电路在线自测试的检测器；２２．可靠CMOS射频和毫米无线电波的设计和测试；２３．非接触式测试和调试技术。

本书有着广泛的主题，作者希望读者能够在科学研究和工程领域中继续发展CMOS相关集成电路技术。作者还真诚邀请每一位读者参加在加拿大不列颠哥伦比亚省举行的年度CMOS新技术大会，希望更多有创造力的技术人员聚集在一起，能在轻松的氛围中交流思想。

本书是由业界顶尖的国际专家和学者写作而成，适合的对象以集成电路专业的工程师为主，也可作为研究生的推荐阅读材料和课程补充材料。

ESD（Electrostatic Discharge）即静电释放：两个带不同静电的物体，通过直接接触或静电电场的作用会使两物体的静电电荷发生位移，当静电电场达到一定能量，物体之间的介质被击穿而产生放电，这就是ESD的全过程。由于生活中静电无处不在，所以ＥＳＤ也经常发生，大到电闪雷鸣，小到脱毛衣时迸出火花，都属于此列。

随着科学技术的飞速发展，电子、通信、航天、航空等高新技术产业的迅速崛起，尤其是电子仪器仪表和设备等电子产品日趋小型化、多功能及智能化，高密度集成电路已成为电子工业对上述要求中不可缺少的器件。这种器件具有线间距短、线细、集成度高、运算速度快、低功率和输入阻抗高的特点，因而导致这类器件对静电越来越敏感。静电放电是导致元器件击穿危害和对电子设备的运行产生干扰的主要原因。ESD持续影响半导体制造业、半导体组件和系统。本书介绍了静电放电ESD、过电应力EOS、电磁干扰EMI和电磁兼容EMC的基本原理，同时概述了半导体的制造环境及最终的系统组装，并通过特定技术、电路和芯片的实例，提出了静电防护网络的一种新方法。

全书由７章组成：１．静电学原理：以富兰克林、法拉第、麦克斯韦等几位著名的科学家为例介绍了静电学的基本知识和发展历史，然后谈到了当今静电学的热点问题；２．制造业和静电学基础：讨论了生产环境中的静电放电控制问题；３．详细地阐述了静电放电、过电应力、电磁干扰和电磁兼容的概念；４．系统级静电放电防护：简要介绍了服务器、笔记本电脑、手持设备、手机、磁盘驱动器、数码相机、汽车和空间应用中的静电问题，讨论了系统级ESD测试问题；５．组件级静电放电问题和解决方案：重点讨论了芯片上的ESD保护网络、ESD电路示意图和半导体芯片布图规划；６．系统级静电放电问题和解决方案：重点是系统级解决方案，同时对系统级电磁兼容扫描技术等新概念进行了讨论；７．静电放电问题的未来：重点讨论了现在和未来纳米技术的ESD防护。

本书从半导体制造到产品使用方面对作者的ESD防护系列丛书进行了补充。它的独特之处在于覆盖了半导体芯片制造问题、半导体芯片的设计和现今所遇到的系统问题，以及未来的ESD现象和纳米技术的发展。本书深入浅出，层次分明，可作为电力电子、电气工程、半导体制造、纳米技术等领域的研究生和科研人员很好的参考书。

本书是唯一的收集了所有已知规则、定律或原理的科学原理词典，它几乎贯穿了整个科学发展史，内容包括了科学原理的定义和应用。本书覆盖了各学科领域，从数学、医学、科学、生理学到工商、文献情报、哲学和社会科学等。本书列出了２０００多条原理，按字母顺序排列，还给出了各科学原理的主题识别表。作者历时六年撰写此书，取材来自于百科全书、字典、词典、书、索引、杂志论文、网络和专利等。

本词典由两部份组成：第１部分是科学原理的定义：以Ｄ字标注，在这一部分可以交叉参考其它原理；第２部分是科学原理的应用：以Ａ字标注，可以按主题来进行检索。书的目录前有前言和作者致读者的信。

本书作者是美国宾州西彻斯特大学（West Chester university）的参考协调员，并且是克拉大学（Clarion University）研究生院图书馆学院的客座教授。

本书属于工具书类，适合各领域的科学家、企业家及一般读者查阅。也适合放在图书馆或实验室，面向广大读者，它将受到广大科学家及读者的喜爱。

计算电磁学（Computational Electro Magnetics简称CEM）指利用计算机求解电磁学问题。从２０世纪６０年代起，这一领域就已经发展成了一个活跃的独立分支。通过编写和运行各种程序，解决了大量的电磁学问题。作为标准范式，人们将电磁学的基本方程，Maxwell方程组分立化，针对需要求解的问题编写合适的程序，然后输入理论参数或实验数据，运行程序进行数值求解。这一程式的基本要点无疑是分立化和计算机的实现。在电磁学中用到的数学公式体系分成３种：矢量偏微分方程、矢量波动方程和矢量积分方程。与之相对应，主要的数值方法也分为３种：矩方法（MOM）、有限元法（FEM）和时域有限差分方法（FDTD）。它们以不同的方式分立化，而且数值计算的方法具有不同的特点和属性。有许多专著只阐述上面的三种方法中的一种。然而，几乎都没能对于这些方法的要点给出全面的和广泛的阐述。

本书第１作者盛新庆为中国科技大学电子工程与信息科学博士。入选２００１中国科学院百人计划和２００４年教育部长江学者。现在是北京理工大学信息与电子学院教授。他在计算电磁学方面从事多年的科研与教学工作。在这本书中，作者通过自己的研究经验积累和目前文献的调研，结合实际案例详述了计算电磁学的以上三种方法。对于典型案例提供了一个完整的分析，以非常实用的方式，阐述各种数值方法的特点，帮助初学者快速和深入地理解CEM的要点。

本书的特色包括：概述了把实际问题如何转换成离散化的计算机程序；细致阐释典型的计算机程序和数值特征；实例选自作者自身的工作经验以及参考当前文献；包括了一些让读者更好的了解书中内容的习题；介绍了现有的一些可用的商业软件及其局限性。

全书内容共分５章：１．电磁领域的数学公式；２．矩方法；３．有限元方法；４．时域有限差分方法；５．混合方法。

本书的读者对象设定为天线和传播、微波、微电子和电磁学相关专业的研究生，也可供电气和电子工程人员作为很好的参考书，对于编写自己的计算机代码或希望深入理解这些代码感兴趣的软件开发人员本书也极具参考价值。本书的专用网站为www.wiley.com/go/sheng/cem。

电力电子技术涉及到电能转换相关的所有工程领域和科学领域，这些领域具有独立的理论框架、基本原则、分析方法和工程应用知识。在这些领域工作的电力电子技术人员则需要具有针对性的知识、技巧和专长，以及坚实的电气工程背景。本书的目的是为直－直变频器脉宽调制领域的学生、研究人员和工程师提供有效的帮助。

本书作者在写作的时候注重了两个特点，一个是大量使用了计算机仿真，把它作为验证理论和解析模型精度的一种工具；二是本书尽可能从实用性角度出发，其变频器设计实例包含了所有的工程细节，每一个设计都可以方便地转换成硬件。此外，本书的每一章之后还附带了问题，并且标注了难度，适合作为教学课本和参考书使用。

本书共分１１章：１．直－直变频器的脉宽调制技术，介绍了直－直变频器和脉宽调制技术的基本知识；２．主回路单元，介绍了主回路中开关器件和无源器件的基本概念；３．Ｂｕｃｋ变频器，介绍了此类变频器的稳态特性、瞬态特性和控制方法；４．直－直变频器电路拓扑，介绍了Boost变频器、Buck-Boost变频器、反激变频器、正激变频器、半桥变频器和全桥变频器等拓扑；５．直－直变频器建模，介绍了平均模型、小信号模型以及频率响应；６．主回路的传递函数，介绍了传递函数中波特图的使用方法和各类直－直变频器主回路的传递函数；７．直－直变频器的瞬态特性，介绍了时域与频域下的响应以及稳定性；８．闭环特性和反馈补偿，介绍了补偿器的设计及其闭环特性；９．实用性脉宽调制变频器的建模、分析和设计，介绍了实际应用中的各种干扰源及其影响；１０．电流型控制基础，介绍了控制基本思路、控制器设计及其特性；１１．电流型控制器的采样和新控制方法，介绍了采样的影响和一些新型的电流型控制方法。

本书按照读者类型将全书内容分为三大部分：１－４．涵盖了直－直变频器的静态特性及其时域控制方法，这一部分主要面对首次接触电力电子技术的学生；５－９．直－直变频器瞬态特性及其建模、控制和设计方法，这一部分主要面对有一定学术能力的高年级学生，以及相关的工程师。１０－１１．介绍了电流型控制，主要面对教授、资深工程师，以及学有余力的学生。

单粒子效应（single event effect，SEE）是指宇宙空间中单个高能粒子入射半导体器件时产生大量的电子空穴对，这些电子空穴对能够被半导体器件敏感的反偏PN结所收集，从而使电路逻辑状态发生翻转、存储数据发生随机改变或者造成器件本身永久性损伤的一种电离辐射效应。

随着电子元件小型化的发展，电子元件对辐射环境更加敏感。本书介绍了单粒子效应的基本概念，讨论了宇宙空间和大气层中的辐射环境、不同轨道辐射率的预测和单粒子事件的预测。其中，不同轨道辐射率的预测能够帮助电子工程师设计和选择耐辐射的组件和系统。

全书由１７章组成：１．单粒子效应的背景知识并对单粒子效应实验进行了简要分析；２．单粒子效应分析和预测的基础；３．用于分析单粒子效应的优化重离子实验；４．优化质子测试实验；５．主要对实验数据进行了分类和解释；６．各种类型的单粒子翻转数据；７．宇宙线引发的单粒子事件发生率的计算问题；８．质子引发的单粒子事件发生率的计算问题；９．航空电子设备上的中子翻转事件；１０．重离子核反应现象及其诱发的粒子翻转；１１．对重离子样品翻转率的预测；１２．对质子样品翻转率的预测；１３．不同空间环境条件下的粒子翻转率；１４．太阳事件和极端情况下的样品采样实验；１５．中粒子束环境的特征及此环境中粒子的翻转率；１６．对空间环境中单粒子翻转率的预测和观察；１７．积分长方体方法的局限性。

本书作者Edward Petersen在１９６９年至１９９３年工作于美国海军研究实验室，从那以后，他便担任顾问。他的研究内容主要集中于评估卫星系统中的粒子翻转率，其现有工作已表明空间粒子翻转率的测量结果与基于实验室实验的预测结果相一致。他撰写或合作撰写了６０篇关于辐射效应的论文，其中大部分论文的主题是单粒子效应。

本书内容丰富，层次分明，可作为空间探测技术、空间物理学等领域的研究生和科研人员及电子设计工程师很好的参考书。