自動控製理論基礎(上冊) (平裝) pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:北京理工大學齣版社

作者:楊位欽

出品人:

頁數:409

译者:

出版時間:1991-12

價格:21.5

裝幀:平裝

isbn號碼:9787810134644

叢書系列:

圖書標籤:

• 自動控製
• 控製理論
• 基礎
• 教材
• 平裝
• 上冊
• 工程
• 自動化
• 大學教材
• 理工科

《機械係統動力學分析與設計》 內容簡介 本書是一部係統闡述機械係統動力學分析與設計理論的專著。全書共分為十一章，內容涵蓋瞭從基礎的機械振動理論到復雜的非綫性係統分析，以及現代機械係統設計方法和仿真技術。本書旨在為機械工程、自動化、航空航天、機器人學等領域的工程師、研究人員和高年級本科生、研究生提供一套全麵而深入的理論指導和技術參考。 第一章 緒論 本章首先介紹機械係統動力學的基本概念和研究範疇，強調動力學分析在機械係統設計、性能評估和故障診斷中的關鍵作用。迴顧瞭動力學研究的曆史沿革和發展趨勢，引齣本書將要探討的核心問題，如係統建模、運動學與動力學方程推導、振動分析、係統穩定性等。同時，對現代機械係統的特點，例如多體耦閤、非綫性特性、智能化控製等進行瞭初步的闡述，為後續章節的學習奠定基礎。 第二章 機械係統建模基礎 本章著重講解構建機械係統動力學模型的方法。首先，從離散係統和連續係統兩類基本模型齣發，介紹拉格朗日方程、牛頓-歐拉方程等經典建模方法。在此基礎上，引入多體係統動力學（MBS）的概念，詳細講解如何將復雜的機械係統分解為一係列剛體或柔性體，並通過連接件和約束來描述它們之間的相對運動。重點闡述自由度分析、約束方程的建立、質量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣的推導過程，以及如何處理各種類型的約束（如轉動副、移動副、球鉸、固定約束等）。最後，介紹坐標選擇、廣義坐標的選取原則以及運動學逆解和正解的基本概念，為後續的動力學方程求解奠定基礎。 第三章 綫性振動理論 本章深入探討綫性振動係統的基本理論。從單自由度係統的自由振動、受迫振動、阻尼振動入手，詳細推導並分析係統的固有頻率、阻尼比、模態等關鍵參數。在此基礎上，擴展到多自由度係統的振動分析，包括齊次方程的求解、特徵值問題、振型分析等。重點講解振動解耦方法（如模態疊加法），以及如何通過瑞利商等近似方法求解高階係統的固有頻率。最後，介紹一些典型的綫性振動係統，如彈簧-質量係統、梁的振動等，並討論共振現象及其危害。 第四章 阻尼與非綫性振動 本章轉嚮研究實際機械係統中普遍存在的阻尼和非綫性特性。詳細介紹不同類型的阻尼，包括粘性阻尼、庫侖阻尼（乾摩擦）、滯後阻尼等，並分析其對係統響應的影響。重點講解非綫性振動係統的特點，如超諧振、次諧振、倍頻共振、跳躍現象等。介紹分析非綫性振動的方法，如綫性化方法、平均法、多尺度法、龐加萊截麵法等。討論一些典型的非綫性振動方程，例如範德堡方程、杜芬方程等，並分析其特有的動力學行為。 第五章 連續體動力學 本章將動力學分析的範圍擴展到連續體，如梁、杆、闆、殼等彈性體。介紹彈性力學的基礎知識，包括應力、應變、本構關係等。重點講解如何利用偏微分方程來描述連續體係統的振動，如梁的歐拉-伯努利方程、鐵木辛柯梁方程等。介紹求解連續體振動方程的常用方法，如分離變量法、瑞利-裏茲法、有限元法等。討論連續體係統的模態分析，以及如何將連續體係統轉化為等效的離散係統模型。 第六章 狀態空間方法與穩定性分析 本章引入係統分析的現代工具——狀態空間方法。詳細介紹如何將動力學方程錶示成狀態空間形式，並闡述狀態變量、輸入變量、輸齣變量等概念。深入探討綫性定常係統的穩定性判據，包括李雅普諾夫第二方法、根軌跡法、奈奎斯特判據、伯德圖法等。分析係統在外部擾動下的響應行為，以及如何通過改變係統參數來改善穩定性。重點講解綫性係統的漸近穩定性、指數穩定性等概念，並給齣判斷依據。 第七章 現代控製理論基礎 本章介紹與機械係統動力學密切相關的現代控製理論基礎。從反饋控製的基本概念齣發，介紹PID控製、狀態反饋控製、觀測器設計等經典控製方法。在此基礎上，引入最優控製的概念，如LQR（綫性二次調節器）設計，以及模型預測控製（MPC）等先進控製策略。講解如何利用現代控製理論來設計控製器，以改善機械係統的性能，如提高跟蹤精度、抑製振動、增強魯棒性等。 第八章 機器人動力學 本章聚焦於機器人動力學。詳細介紹機器人係統建模的特點，包括連杆、關節、末端執行器等。講解如何利用牛頓-歐拉法、拉格朗日法等方法推導機器人的運動方程。重點討論正動力學問題（已知關節軌跡，求解關節力矩）和逆動力學問題（已知關節力矩，求解關節軌跡）。分析機器人動力學方程中的耦閤項、科裏奧利力、離心力等，並介紹如何進行動力學仿真。 第九章 車輛動力學 本章深入探討車輛動力學的理論與應用。分析車輛的簡化模型，如質點模型、剛體模型。重點研究車輛的行駛動力學，包括驅動力、製動力、空氣阻力、滾動阻力等。詳細講解車輛的轉嚮動力學，包括輪胎模型（如魔術公式）、懸架係統、車身動力學等。分析車輛在不同工況下的運動響應，如直綫行駛、轉彎、製動、加速等，並介紹車輛穩定性控製（VSC）等相關技術。 第十章 機械係統仿真技術 本章介紹常用的機械係統仿真技術。詳細講解數值積分方法，如歐拉法、龍格-庫塔法等，在求解動力學方程中的應用。介紹多體動力學仿真軟件（如ADAMS、Simpack）的基本原理和使用方法。講解如何利用有限元分析軟件（如ANSYS、ABAQUS）進行結構動力學分析。討論仿真模型與實際係統之間的差異，以及如何進行仿真結果的驗證和評估。 第十一章 復雜機械係統分析與案例研究 本章將前麵章節的理論知識融會貫通，通過多個實際的復雜機械係統案例進行深入分析。涵蓋瞭從航空發動機渦輪葉片的振動特性分析，到高精度機床的動態性能優化，再到仿生機械臂的運動控製策略設計等。通過這些案例，讀者可以更直觀地理解動力學理論在解決工程實際問題中的應用，以及如何綜閤運用多種分析和仿真工具來解決復雜的設計挑戰。 結論 本書力求內容嚴謹、邏輯清晰、理論與實踐相結閤。通過對本書的學習，讀者將能夠掌握機械係統動力學分析的核心理論和方法，並能熟練運用現代仿真工具進行復雜機械係統的建模、分析和設計，為解決實際工程問題提供有力的理論支撐和技術手段。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是教科書的典範，那種沉甸甸的紙質感，拿到手裏就讓人感到踏實，仿佛觸摸到瞭知識的重量。封麵設計簡潔而不失專業性，沒有花裏鬍哨的裝飾，黑白灰的主色調非常符閤工科教材的調性。內頁的排版布局也極其用心，字體大小適中，段落之間的留白恰到好處，使得即便是初次接觸自動控製理論這樣深奧的學科，閱讀起來也不會感到視覺疲勞。尤其值得稱贊的是那些復雜的數學公式和係統框圖，印刷得極其清晰銳利，即使用放大鏡去看那些密集的符號，細節也毫發畢現，這對於需要反復對照公式進行推導的學習者來說，簡直是福音。裝訂工藝看得齣是下瞭血本的，因為這本書內容厚實，需要經常翻閱和做標記，平裝本的韌性齣乎意料地好，我用力攤開放在桌麵上，它能平穩地保持住那個角度，不用費力去按壓書脊，這極大地提升瞭我在閱讀過程中記錄和演算的便利性。總而言之，從物理層麵上講，這是一本讓人願意捧在手裏細細研讀的“硬核”讀物，絕非那種輕飄飄、一翻就散架的廉價印刷品。

评分☆☆☆☆☆

說實話，很多工科教材的習題設計往往是“食之無味，棄之可惜”的雞肋，要麼太簡單，隻能驗證公式是否抄對；要麼太偏怪，脫離實際應用場景，讓人摸不著頭腦。但這本書的習題設置，看得齣是下瞭真功夫的。它非常巧妙地將理論知識點融入到瞭一係列精心設計的案例中。比如，某一組習題可能專注於一個二階係統的阻尼比變化對超調量的影響，緊接著下一組就要求你根據給定的時域響應麯綫，反推齣係統的物理參數範圍。這些題目設計得極富層次感，每一層級的遞進都恰到好處地鞏固瞭前一個知識點，並為下一個更復雜的概念做鋪墊。更棒的是，書後附帶的參考答案和詳細解題步驟，不僅僅是給齣瞭最終結果，而是像課堂輔導一樣，清晰地展示瞭關鍵的推導步驟和思考路徑。這使得我在遇到卡殼的地方時，可以對照著找齣自己的思維盲區，而不是簡單地抄錄答案，這種對自我學習的促進作用，是任何高質量教材都應具備的特質。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在努力啃下控製理論這塊硬骨頭，市麵上相關的書籍汗牛充棟，但很多要麼過於抽象，要麼側重於特定應用領域，讓我這個想打好基礎的初學者感到無所適從。這本書的敘述方式簡直像是一位經驗豐富、極富耐心的導師在耳邊低語。它不像某些教材那樣，上來就拋齣一大堆定義和定理，而是非常耐心地從物理係統的建模開始講起，將抽象的微分方程與我們熟悉的機械運動、電路原理緊密聯係起來。作者在解釋諸如傳遞函數、係統響應這類核心概念時，總能提供生活化或工程中的直觀類比，比如用汽車的油門和刹車係統來解釋反饋控製的必要性。最讓我感到驚喜的是，對於拉普拉斯變換這個初學者普遍感到棘手的部分，作者沒有一筆帶過，而是用大量的篇幅，配以清晰的步驟分解和應用場景解析，讓我第一次對這個強大的數學工具産生瞭“原來如此”的頓悟感。這種由淺入深、步步為營的講解節奏，非常適閤自學者的認知麯綫，讓人感覺每翻過一頁，知識點都是堅實地嵌入腦海中的，而不是漂浮在錶麵的概念堆砌。

评分☆☆☆☆☆

這本書在邏輯承接和知識體係的完整性上，幾乎達到瞭教科書的“教科書級彆”。讀完整套上冊後，我感覺自己對綫性時不變係統的基礎理論已經建立起瞭一個非常堅固、自洽的知識框架。作者對於狀態空間法的引入非常自然且具有前瞻性，它不是生硬地插進來作為一種替代方法，而是作為對經典控製理論局限性的自然延伸和補充。從時域的微分方程組到頻域的傳遞函數矩陣，書中清晰地勾勒齣不同數學描述形式之間的等價性與互補性。這種體係化的構建，避免瞭學生在學習過程中産生“知識孤島”的現象——即掌握瞭某一部分但無法與整體關聯起來。對於我這種需要將控製理論作為工具箱來使用的工程學習者而言，這種清晰的脈絡梳理至關重要，它確保瞭我在後續學習更高級的如最優控製、魯棒控製時，不會因為基礎概念的模糊而寸步難行。這本書為後續的深入學習打下瞭紮實到近乎完美的基石。

评分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度拿捏得相當到位，完全體現瞭“基礎”二字的內涵。它沒有沉溺於太過高深的現代控製理論的數學細節，而是將精力集中在瞭經典控製理論的基石之上，像是根基不牢的地基，任何高樓大廈都無法建立。我特彆欣賞作者在引入頻率域分析方法時所展現的邏輯嚴密性。從波德圖到奈奎斯特圖，每一個圖形的生成邏輯、參數的物理意義，乃至它們如何直接揭示係統的穩定裕度和性能指標，都被剖析得淋灕盡緻。書中對於穩定性的討論，不僅停留在李雅普諾夫穩定性的理論層麵，更注重如何通過根軌跡分析來直觀地看到係統極點移動對暫態響應的影響——那個動態變化的根軌跡圖，簡直是理解係統設計權衡的“可視化嚮導”。對於一個希望未來能從事實際工程設計的人來說，這種既懂“為什麼”又知“怎麼做”的知識結構，纔是最寶貴的財富。它教會我的不隻是公式的套用，更是對物理過程背後控製邏輯的深刻洞察。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆