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内容推荐 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。 在本书写作过程中,注重振动理论和现代控制理论的交叉融合,针对现代控制理论主要基于一阶状态方程描述的特点,将传统的以二阶微分方程描述的振动理论亦在状态方程下展开。本书内容丰富、结构清晰,既可作为机械、交通、土木、航空航天、力学及控制类专业研究生的教学用书,也可为该领域的工程技术人员提供参考。 目录 丛书序 前言 第1章 绪论 1.1 振动简介 1.2 振动控制的目的及分类 1.2.1 振动控制的目的 1.2.2 振动控制的分类 1.3 振动主动控制研究 1.3.1 振动主动控制的构成 1.3.2 振动主动控制分类 1.3.3 振动主动控制的研究内容 1.3.4 振动主动控制的工程应用 1.3.5 振动主动控制的发展趋势 1.4 本书的主要内容 第2章 振动系统运动微分方程建立 2.1 建立运动微分方程的相关概念和基本方法 2.1.1 若干基本概念 2.1.2 建立运动微分方程的基本方法 2.2 有限自由度系统的运动微分方程 2.3 无限自由度系统的运动微分方程 2.3.1 弹性体一维振动的运动微分方程 2.3.2 薄板横向弯曲振动的运动微分方程 2.3.3 一般弹性体振动的运动微分方程 2.3.4 大型复杂系统动力学问题的建模及分析 2.4 运动微分方程的状态空间表示 2.4.1 时间连续系统状态空间表达式 2.4.2 时间离散系统状态空间表达式 习题 第3章 基于状态方程的振动分析基础 3.1 状态空间中线性连续系统的时域计算方法 3.1.1 线性连续系统的响应分析 3.1.2 脉冲响应阵和基于脉冲响应阵计算系统的输出 3.2 基于传递函数阵的方法 3.2.1 预备知识:拉普拉斯变换简介 3.2.2 传递函数阵的定义 3.2.3 传递函数阵与脉冲响应阵之间的关系 3.3 特征值问题和求响应的模态分析法 3.3.1 状态空间中的特征值问题 3.3.2 模态分析法 3.4 线性系统状态转移矩阵的计算 3.4.1 时变系统状态转移矩阵的计算 3.4.2 定常系统状态转移矩阵(即矩阵指数)的计算 3.5 线性离散系统的响应分析及连续系统的时间离散化 3.5.1 线性离散系统的响应分析 3.5.2 连续系统的时间离散化 3.6 随机激励下的响应分析 3.6.1 关于白噪声的定义 3.6.2 线性系统的随机激励和响应特性 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 习题 第4章 振动系统的稳定性分析 4.1 稳定性的基本概念 4.1.1 状态空间中的平衡点 4.1.2 平衡状态稳定性 4.1.3 运动状态稳定性 4.2 稳定性分析方法 4.2.1 定性方法(李雅普诺夫意义下的稳定性定义) 4.2.2 定量方法 4.3 线性和非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 4.3.1 线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 4.3.2 非线性系统的李雅普诺夫稳定性分析 习题 第5章 非线性系统的振动分析 5.1 非线性振动概述 5.1.1 非线性振动系统的定义及分类 5.1.2 非线性振动的分析方法 5.2 确定性非线性系统 5.2.1 解析法 5.2.2 数值方法 5.2.3 半解析半数值方法 5.3 随机非线性振动 5.3.1 FPK方法 5.3.2 蒙特卡洛(Monte-Carlo)法 5.3.3 等效线性化方法 5.3.4 矩函数微分方程法及截断方案 5.3.5 随机平均法 习题 第6章 控制理论基础 6.1 系统的可控性与可观性 6.1.1 线性系统的可控性及其判据 6.1.2 线性系统的可观性及其判据 6.1.3 系统的可控标准型和可观标准型 6.2 系统的结构分解与系统实现 6.2.1 线性定常系统的结构分解 6.2.2 可控性?可观性与传递函数矩阵的关系 6.2.3 系统的实现 6.3 反馈控制和前馈控制 6.3.1 反馈控制 6.3.2 前馈控制 6.3.3 前馈控制与反馈控制的比较 习题 第7章 极点配置与状态观测器 7.1 极点配置问题 7.1.1 单输入系统的极点配置法 7.1.2 多输入系统的极点配置 7.2 系统镇定问题 7.2.1 完全可控的系统镇定 7.2.2 系统不完全可控的情况 7.2.3 线性定常系统输出反馈能使系统镇定的充要条件 7.3 状态观测器 7.3.1 全维状态观测器 7.3.2 降维状态观测器 7.3.3 带状态观测器的状态反馈系统 习题 第8章 经典最优控制方法 8.1 最优控制问题的提法 8.1.1 最优控制问题的典型示例 8.1.2 最优控制问题的一般提法 8.2 求解最优控制问题的变分法 8.2.1 泛函与变分 8.2.2 最优控制的变分法 8.3 有约束最优控制的极小值原理 8.4 动态规划法 8.4.1 用动态规划法求解离散系统最优控制问题 8.4.2 用动态规划法求解连续系统最优控制问题 习题 第9章 控制策略及控制实现 9.1 经典最优控制算法 9.1.1 线性系统二次型最优控制 9.1.2 瞬时最优控制 9.2 H∞控制 9.2.1 H∞控制基本理论 9.2.2 H∞控制问题的解法 9.3 模态控制 9.3.1 模态控制的基本原理 9.3.2 模态溢出 9.3.3 滤模态及模态坐标的估计 9.4 自适应控制 9.4.1 模型参考自适应控制 9.4.2 自校正控制 9.5 其他控制策略及比较 |