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机械振动控制


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机械振动控制
  • 书号：9787030761491
    作者：方明霞,王国砚
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：16
  • 页数：368
    字数：550000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2023-10-01
  • 所属分类：0802 机械工程
  • 定价： ￥100.00元
    售价： ￥79.00元
  • 图书介质:
    纸质书

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本书主要介绍机械振动的主动控制问题。首先介绍振动系统的建模方法；然后对确定性、随机激励下线性、非线性系统的响应特性及稳定性等进行介绍，并对系统的可控可观性、极点配置及状态观测器等进行讨论；在此基础上介绍了确定性系统的最优控制、模态控制、H∞控制、自适应控制及控制系统的硬件设备等，并对线性、非线性系统的随机最优控制问题进行介绍；最后，采用不同方法对考虑控制时滞的有限自由度系统和无限自由度刚弹耦合系统的振动主动控制问题进行讨论。
本书主要介绍机械振动的主动控制问题。首先介绍振动系统的建模方法；然后对确定性、随机激励下线性、非线性系统的响应特性及稳定性等进行介绍，并对系统的可控可观性、极点配置及状态观测器等进行讨论；在此基础上介绍了确定性系统的最优控制、模态控制、H∞控制、自适应控制及控制系统的硬件设备等，并对线性、非线性系统的随机最优控制问题进行介绍；最后，采用不同方法对考虑控制时滞的有限自由度系统和无限自由度刚弹耦合系统的振动主动控制问题进行讨论。
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    丛书序
    前言
    第1章绪论001
    1.1振动简介001
    1.2振动控制的目的及分类002
    1.2.1振动控制的目的002
    1.2.2振动控制的分类003
    1.3振动主动控制研究005
    1.3.1振动主动控制的构成005
    1.3.2振动主动控制分类006
    1.3.3振动主动控制的研究内容007
    1.3.4振动主动控制的工程应用010
    1.3.5振动主动控制的发展趋势012
    1.4本书的主要内容012
    第2章振动系统运动微分方程建立015
    2.1建立运动微分方程的相关概念和基本方法016
    2.1.1若干基本概念016
    2.1.2建立运动微分方程的基本方法020
    2.2有限自由度系统的运动微分方程025
    2.3无限自由度系统的运动微分方程031
    2.3.1弹性体一维振动的运动微分方程032
    2.3.2薄板横向弯曲振动的运动微分方程040
    2.3.3一般弹性体振动的运动微分方程046
    2.3.4大型复杂系统动力学问题的建模及分析048
    2.4运动微分方程的状态空间表示056
    2.4.1时间连续系统状态空间表达式057
    2.4.2时间离散系统状态空间表达式059
    习题060
    第3章基于状态方程的振动分析基础063
    3.1状态空间中线性连续系统的时域计算方法063
    3.1.1线性连续系统的响应分析064
    3.1.2脉冲响应阵和基于脉冲响应阵计算系统的输出066
    3.2基于传递函数阵的方法068
    3.2.1预备知识:拉普拉斯变换简介069
    3.2.2传递函数阵的定义070
    3.2.3传递函数阵与脉冲响应阵之间的关系071
    3.3特征值问题和求响应的模态分析法072
    3.3.1状态空间中的特征值问题072
    3.3.2模态分析法075
    3.4线性系统状态转移矩阵的计算077
    3.4.1时变系统状态转移矩阵的计算077
    3.4.2定常系统状态转移矩阵（即矩阵指数）的计算081
    3.5线性离散系统的响应分析及连续系统的时间离散化088
    3.5.1线性离散系统的响应分析088
    3.5.2连续系统的时间离散化091
    3.6随机激励下的响应分析094
    3.6.1关于白噪声的定义095
    3.6.2线性系统的随机激励和响应特性096
    3.6.3成型滤波器扩展方法分析线性系统非白噪声激励响应104
    习题106
    第4章振动系统的稳定性分析108
    4.1稳定性的基本概念109
    4.1.1状态空间中的平衡点109
    4.1.2平衡状态稳定性110
    4.1.3运动状态稳定性111
    4.2稳定性分析方法111
    4.2.1定性方法（李雅普诺夫意义下的稳定性定义）111
    4.2.2定量方法116
    4.3线性和非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 124
    4.3.1线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 124
    4.3.2非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析126
    习题131
    第5章非线性系统的振动分析134
    5.1非线性振动概述134
    5.1.1非线性振动系统的定义及分类134
    5.1.2非线性振动的分析方法135
    5.2确定性非线性系统137
    5.2.1解析法137
    5.2.2数值方法145
    5.2.3半解析半数值方法 147
    5.3随机非线性振动148
    5.3.1FPK方法149
    5.3.2蒙特卡洛（Monte-Carlo）法155
    5.3.3等效线性化方法160
    5.3.4矩函数微分方程法及截断方案164
    5.3.5随机平均法174
    习题179
    第6章控制理论基础180
    6.1系统的可控性与可观性181
    6.1.1线性系统的可控性及其判据181
    6.1.2线性系统的可观性及其判据187
    6.1.3系统的可控标准型和可观标准型191
    6.2系统的结构分解与系统实现194
    6.2.1线性定常系统的结构分解194
    6.2.2可控性？可观性与传递函数矩阵的关系202
    6.2.3系统的实现204
    6.3反馈控制和前馈控制207
    6.3.1反馈控制207
    6.3.2前馈控制212
    6.3.3前馈控制与反馈控制的比较217
    习题217
    第7章极点配置与状态观测器220
    7.1极点配置问题220
    7.1.1单输入系统的极点配置法221
    7.1.2多输入系统的极点配置224
    7.2系统镇定问题227
    7.2.1完全可控的系统镇定227
    7.2.2系统不完全可控的情况227
    7.2.3线性定常系统输出反馈能使系统镇定的充要条件228
    7.3状态观测器229
    7.3.1全维状态观测器230
    7.3.2降维状态观测器234
    7.3.3带状态观测器的状态反馈系统238
    习题244
    第8章经典最优控制方法246
    8.1最优控制问题的提法246
    8.1.1最优控制问题的典型示例247
    8.1.2最优控制问题的一般提法249
    8.2求解最优控制问题的变分法251
    8.2.1泛函与变分251
    8.2.2最优控制的变分法252
    8.3有约束最优控制的极小值原理261
    8.4动态规划法264
    8.4.1用动态规划法求解离散系统最优控制问题264
    8.4.2用动态规划法求解连续系统最优控制问题267
    习题269
    第9章控制策略及控制实现271
    9.1经典最优控制算法272
    9.1.1线性系统二次型最优控制272
    9.1.2瞬时最优控制284
    9.2H∞控制286
    9.2.1H∞控制基本理论286
    9.2.2H∞控制问题的解法287
    9.3模态控制290
    9.3.1模态控制的基本原理291
    9.3.2模态溢出293
    9.3.3滤模态及模态坐标的估计293
    9.4自适应控制294
    9.4.1模型参考自适应控制295
    9.4.2自校正控制300
    9.5其他控制策略及比较307
    9.5.1PID控制308
    9.5.2模糊控制309
    9.5.3神经网络控制310
    9.5.4不同控制算法的比较311
    9.6控制系统的硬件实现 311
    9.6.1传感器311
    9.6.2控制器312
    9.6.3作动器313
    9.6.4传感器/作动器的优化配置315
    习题316
    第10章随机振动控制318
    10.1线性系统的随机最优控制319
    10.1.1随机状态反馈调节器问题320
    10.1.2随机输出反馈调节器问题321
    10.2非线性系统的随机最优控制327
    习题331
    第11章考虑时滞的振动主动控制334
    11.1基于状态变换法进行时滞振动控制335
    11.1.1时滞对传统二次型最优控制的影响335
    11.1.2基于状态变换法进行时滞控制342
    11.1.3试验验证346
    11.2基于H∞控制法进行时滞振动控制351
    11.2.1基于H∞控制法对轮毂驱动电动汽车主动悬架的时滞控制351
    11.2.2整车刚弹耦合系统时滞H∞控制359
    习题364
    参考文献365
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