機械振動控制

《機械振動控制》是2023年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：機械振動控制
• 出版時間：2023年10月1日
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030761491

內容簡介

《機械振動控制》主要介紹機械振動的主動控制問題。*先介紹振動系統的建模方法；然後對確定性、隨機激勵下線性、非線性系統的回響特性及穩定性等進行介紹，並對系統的可控可觀性、極點配置及狀態觀測器等進行討論；在此基礎上介紹了確定性系統的*優控制、模態控制、H∞控制、自適應控制及控制系統的硬體設備等，並對線性、非線性系統的隨機*優控制問題進行介紹；*後，採用不同方法對考慮控制時滯的有限自由度系統和無限自由度剛彈耦合系統的振動主動控制問題進行討論。

圖書目錄

目錄

叢書序

前言

第1章緒論001

1.1振動簡介001

1.2振動控制的目的及分類002

1.2.1振動控制的目的002

1.2.2振動控制的分類003

1.3振動主動控制研究005

1.3.1振動主動控制的構成005

1.3.2振動主動控制分類006

1.3.3振動主動控制的研究內容007

1.3.4振動主動控制的工程套用010

1.3.5振動主動控制的發展趨勢012

1.4本書的主要內容012

第2章振動系統運動微分方程建立015

2.1建立運動微分方程的相關概念和基本方法016

2.1.1若干基本概念016

2.1.2建立運動微分方程的基本方法020

2.2有限自由度系統的運動微分方程025

2.3無限自由度系統的運動微分方程031

2.3.1彈性體一維振動的運動微分方程032

2.3.2薄板橫向彎*振動的運動微分方程040

2.3.3一般彈性體振動的運動微分方程046

2.3.4大型複雜系統動力學問題的建模及分析048

2.4運動微分方程的狀態空間表示056

2.4.1時間連續系統狀態空間表達式057

2.4.2時間離散系統狀態空間表達式059

習題060

第3章基於狀態方程的振動分析基礎063

3.1狀態空間中線性連續系統的時域計算方法063

3.1.1線性連續系統的回響分析064

3.1.2脈衝回響陣和基於脈衝回響陣計算系統的輸出066

3.2基於傳遞函式陣的方法068

3.2.1預備知識:拉普拉斯變換簡介069

3.2.2傳遞函式陣的定義070

3.2.3傳遞函式陣與脈衝回響陣之間的關係071

3.3特徵值問題和求回響的模態分析法072

3.3.1狀態空間中的特徵值問題072

3.3.2模態分析法075

3.4線性系統狀態轉移矩陣的計算077

3.4.1時變系統狀態轉移矩陣的計算077

3.4.2定常系統狀態轉移矩陣（即矩陣指數）的計算081

3.5線性離散系統的回響分析及連續系統的時間離散化088

3.5.1線性離散系統的回響分析088

3.5.2連續系統的時間離散化091

3.6隨機激勵下的回響分析094

3.6.1關於白噪聲的定義095

3.6.2線性系統的隨機激勵和回響特性096

3.6.3成型濾波器擴展方法分析線性系統非白噪聲激勵回響104

習題106

第4章振動系統的穩定性分析108

4.1穩定性的基本概念109

4.1.1狀態空間中的平衡點109

4.1.2平衡狀態穩定性110

4.1.3運動狀態穩定性111

4.2穩定性分析方法111

4.2.1定性方法（李雅普諾夫意義下的穩定性定義）111

4.2.2定量方法116

4.3線性和非線性系統的李雅普諾夫穩定性分析 124

4.3.1線性系統的李雅普諾夫穩定性分析 124

4.3.2非線性系統的李雅普諾夫穩定性分析126

習題131

第5章非線性系統的振動分析134

5.1非線性振動概述134

5.1.1非線性振動系統的定義及分類134

5.1.2非線性振動的分析方法135

5.2確定性非線性系統137

5.2.1解析法137

5.2.2數值方法145

5.2.3半解析半數值方法 147

5.3隨機非線性振動148

5.3.1FPK方法149

5.3.2蒙特卡洛（Monte-Carlo）法155

5.3.3等效線性化方法160

5.3.4矩函式微分方程法及截斷方案164

5.3.5隨機平均法174

習題179

第6章控制理論基礎180

6.1系統的可控性與可觀性181

6.1.1線性系統的可控性及其判據181

6.1.2線性系統的可觀性及其判據187

6.1.3系統的可控標準型和可觀標準型191

6.2系統的結構分解與系統實現194

6.2.1線性定常系統的結構分解194

6.2.2可控性？可觀性與傳遞函式矩陣的關係202

6.2.3系統的實現204

6.3反饋控制和前饋控制207

6.3.1反饋控制207

6.3.2前饋控制212

6.3.3前饋控制與反饋控制的比較217

習題217

第7章極點配置與狀態觀測器220

7.1極點配置問題220

7.1.1單輸入系統的極點配置法221

7.1.2多輸入系統的極點配置224

7.2系統鎮定問題227

7.2.1完全可控的系統鎮定227

7.2.2系統不完全可控的情況227

7.2.3線性定常系統輸出反饋能使系統鎮定的充要條件228

7.3狀態觀測器229

7.3.1全維狀態觀測器230

7.3.2降維狀態觀測器234

7.3.3帶狀態觀測器的狀態反饋系統238

習題244

第8章***優控制方法246

8.1*優控制問題的提法246

8.1.1*優控制問題的典型示例247

8.1.2*優控制問題的一般提法249

8.2求解*優控制問題的變分法251

8.2.1泛函與變分251

8.2.2*優控制的變分法252

8.3有約束*優控制的極小值原理261

8.4動態規劃法264

8.4.1用動態規劃法求解離散系統*優控制問題264

8.4.2用動態規劃法求解連續系統*優控制問題267

習題269

第9章控制策略及控制實現271

9.1***優控制算法272

9.1.1線性系統二次型*優控制272

9.1.2瞬時*優控制284

9.2H∞控制286

9.2.1H∞控制基本理論286

9.2.2H∞控制問題的解法287

9.3模態控制290

9.3.1模態控制的基本原理291

9.3.2模態溢出293

9.3.3濾模態及模態坐標的估計293

9.4自適應控制294

9.4.1模型參考自適應控制295

9.4.2自校正控制300

9.5其他控制策略及比較307

9.5.1PID控制308

9.5.2模糊控制309

9.5.3神經網路控制310

9.5.4不同控制算法的比較311

9.6控制系統的硬體實現 311

9.6.1感測器311

9.6.2控制器312

9.6.3作動器313

9.6.4感測器/作動器的最佳化配置315

習題316

第10章隨機振動控制318

10.1線性系統的隨機*優控制319

10.1.1隨機狀態反饋調節器問題320

10.1.2隨機輸出反饋調節器問題321

10.2非線性系統的隨機*優控制327

習題331

第11章考慮時滯的振動主動控制334

11.1基於狀態變換法進行時滯振動控制335

11.1.1時滯對傳統二次型*優控制的影響335

11.1.2基於狀態變換法進行時滯控制342

11.1.3試驗驗證346

11.2基於H∞控制法進行時滯振動控制351

11.2.1基於H∞控制法對輪轂驅動電動汽車主動懸架的時滯控制351

11.2.2整車剛彈耦合系統時滯H∞控制359

習題364

參考文獻365