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動力學控制理論與應用(融媒體新形態教材)

  • 作者：編者:王硯//黎明安|責編:湯嘉
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111802952
  • 出版日期：2026/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：258
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是力學與控制學科基本知識的有機結合，是動力學與控制論基本知識的有機結合。書中採用了現代國際流行的MATLAB/Simulink編程模擬工具，並通過多個工程中動力學控制的應用實例，介紹了工程實際中動力學控制的理論與應用。
    全書共分為9章，內容包括：動力學控制的基本概念，結構振動模態分析法，系統運動穩定性分析，線性系統的能控、能觀性分析，動態系統反饋控制，泛函與泛函極值分析，動態系統最優控制，結構振動控制，以及PID控制。
    本書適合力學、機械工程、車輛工程和土建類及其他相關專業的高年級本科生、研究生參考和使用，也可供相關工程技術人員參考。
作者介紹
編者:王硯//黎明安|責編:湯嘉
目錄
序
前言
第1章  動力學控制的基本概念
  1.1  動力學控制中的基本概念
    1.1.1  控制系統組成部分
    1.1.2  常見控制系統的分類
    1.1.3  控制系統的一般要求
  1.2  控制基本框圖
    1.2.1  反饋系統控制框圖
    1.2.2  反饋控制系統的傳遞函數
    1.2.3  反饋控制系統的一個重要特性
  1.3  常用的控制方法
    1.3.1  二位控制或開關控制
    1.3.2  PID控制
    1.3.3  狀態反饋控制
    1.3.4  輸出反饋控制
    1.3.5  前饋控制
    1.3.6  最優控制
    1.3.7  模糊邏輯控制
  1.4  控制模型實例分析
  習題
第2章  結構振動模態分析法
  2.1  線性系統的動力學方程
  2.2  系統的實模態分析法
    2.2.1  系統的實模態
    2.2.2  主模態和正則模態
  2.3  系統振動響應的實模態分析法
    2.3.1  系統在零激勵下的響應——自由響應
    2.3.2  無阻尼系統在外激勵下的響應
  2.4  特徵值為重根或等於零的情況
    2.4.1  重特徵值時特徵向量的計算
    2.4.2  零特徵值情況——剛體模態
  2.5  阻尼系統的模態分析法
    2.5.1  比例阻尼系統的實模態分析
    2.5.2  復模態分析法1——對稱系統
    2.5.3  復模態分析法2——非對稱情況
  2.6  溫克勒地基梁的彎曲振動問題
    2.6.1  溫克勒地基梁固有振動分析
    2.6.2  模態分析法
    2.6.3  車載模型通過溫克勒地基梁的耦合振動問題
  習題
第3章  系統運動穩定性分析
  3.1  動態系統的穩定性
    3.1.1  系統穩定性的基本概念
    3.1.2  控制系統的穩定性分析
  3.2  線性系統穩定性條件
    3.2.1  線性系統穩定性的充要條件
    3.2.2  線性系統穩定性的必要條件
  3.3  線性系統穩定判據方法
    3.3.1  赫爾維茨（Hurwitz）判據

    3.3.2  線性系統的穩定性勞斯（Routh）判據
    3.3.3  李雅普諾夫（Lyapunov）穩定性判據
  3.4  系統穩定性分析的MATLAB函數
    3.4.1  直接判定方法
    3.4.2  間接判定方法
    3.4.3  李雅普諾夫方法
  3.5  力學系統的平衡與穩定性
    3.5.1  力學系統的平衡問題
    3.5.2  保守力場中系統穩定性分析
  習題
第4章  線性系統的能控、能觀性分析
  4.1  能控性和能觀性的物理現象
  4.2  系統的能控性分析
    4.2.1  能控性的定義
    4.2.2  能控條件
    4.2.3  線性系統的能控性MATLAB函數
    4.2.4  能控標準型
  4.3  系統的能觀性分析
    4.3.1  能觀性的基本概念
    4.3.2  系統能觀性分析
    4.3.3  能觀性MATLAB函數
    4.3.4  系統方程的能觀標準型
  4.4  能控性、能觀性與傳遞函數關係
  4.5  對偶原理——能控與能觀之間的關係
  習題
第5章  動態系統反饋控制
  5.1  動力學系統的反饋控制原理
    5.1.1  狀態反饋控制系統
    5.1.2  輸出反饋系統
    5.1.3  閉環控制系統的能控與能觀性質
  5.2  狀態反饋極點配置法
    5.2.1  極點配置基本概念
    5.2.2  狀態反饋的極點配置的間接法
    5.2.3  狀態反饋極點配置的直接法
  5.3  輸出反饋極點配置法
    5.3.1  輸出反饋到狀態微分端
    5.3.2  輸出反饋到參考輸入端
    5.3.3  輸出反饋極點配置方法
  5.4  狀態觀測器和狀態重構
    5.4.1  全維觀測器
    5.4.2  採用狀態觀測器的狀態反饋系統
    5.4.3  降維觀測器
  習題
第6章  泛函與泛函極值分析
  6.1  泛函的基本概念
    6.1.1  泛函實例
    6.1.2  泛函的定義及性質
  6.2  泛函的變分與泛函極值問題
    6.2.1  泛函的變分
    6.2.2  泛函極值，歐拉-拉格朗日方程

  6.3  兩種邊界的變分問題
    6.3.1  固定邊界的變分
    6.3.2  可動邊界的變分
  6.4  拉格朗日乘子在求泛函極值中的應用
    6.4.1  固定端點的問題
    6.4.2  始端固定、末值狀態自由情況下的最優控制問題
  習題
第7章  動態系統最優控制
  7.1  最優控制問題的一般性提法
  7.2  用變分法求解最優控制問題
    7.2.1  固定端點的問題
    7.2.2  當始端時刻固定、末值狀態自由情況下的最優控制
  7.3  線性系統的二次型與最優設計
    7.3.1  連續系統的二次型最優控制指標
    7.3.2  連續系統的二次型最優控制設計黎卡提方程
    7.3.3  線性離散系統的最優控制
  7.4  基於李雅普諾夫線性系統的最優參數問題
  7.5  次最優控制
  7.6  用MATLAB/Simulink解二次型最優控制問題
  7.7  基於二階微分方程（組）的最優控制模型
  習題
第8章  結構振動控制
  8.1  結構振動控制的基本方法
  8.2  兩類振動模態控製法
    8.2.1  耦合模態控制
    8.2.2  非耦合模態控制（獨立模態控制）
  8.3  無阻尼系統模態控制規律設計
    8.3.1  極點配置法
    8.3.2  最優控製法
    8.3.3  模態濾波器
  8.4  阻尼系統獨立模態空間控制律設計
    8.4.1  阻尼系統
    8.4.2  狀態反饋控制規律設計
    8.4.3  最優控制規律設計
  8.5  結構解耦控制問題
    8.5.1  串聯補償器解耦
    8.5.2  狀態反饋解耦
  8.6  振動半主動控制
    8.6.1  半主動吸振
    8.6.2  半主動隔振
  8.7  主動隔振器設計
    8.7.1  主動位移隔振
    8.7.2  基礎激勵控制
    8.7.3  工程實例分析
  習題
第9章  PID控制
  9.1  PID控制模型
    9.1.1  PID控制的組成
    9.1.2  PID控制響應分析
  9.2  離散PID控制

    9.2.1  增強PID控制計算公式
    9.2.2  近似離散PID控制
  9.3  改進的PID控制
    9.3.1  飽和效應與飽和積分
    9.3.2  克服飽和的方法
  9.4  PID參數工程整定法
    9.4.1  頻域方法
    9.4.2  齊格勒-尼克爾斯方法
    9.4.3  臨界振蕩法
    9.4.4  衰減曲線法
  9.5  PID控制參數配置法
    9.5.1  二階系統PD控制參數配置法
    9.5.2  二階系統PID控制參數配置法
    9.5.3  二階系統PID控制並聯模型
  9.6  模糊PID控制
    9.6.1  模糊控制工作原理
    9.6.2  模糊PID控制器設計
  習題
附錄
  附錄A  部分MATLAB指令意義
  附錄B  Simulink模擬技巧
參考文獻

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