磁流变阻尼控制理论与技术

磁流变阻尼控制理论与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学
作者:周云,谭平著
出品人:
页数:287
译者:
出版时间:2007-3
价格:48.00元
装帧:
isbn号码:9787030186270
丛书系列:
图书标签:
  • 磁流变阻尼
  • 阻尼控制
  • 振动控制
  • 智能材料
  • 机械工程
  • 控制理论
  • 结构工程
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  • 减振降噪
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具体描述

《磁流变阻尼控制理论与技术》系统地总结和阐述了磁流变阻尼器控制理论及其应用。全书共十一章。第一章介绍了结构振动控制的概念、原理,结构振动控制的分类及磁流变阻尼控制技术的应用现状;第二章阐述了磁流变液的组成和性能,并给出了多家科研院所及LORD公司的磁流变液的性能参数;第三章介绍了磁流变阻尼器的工作原理、类型、力学特性及性能试验结果;第四章叙述了磁流变阻尼器的伪静力模型、动力模型和非参数化模型;第五章介绍了结构振动控制的动态系统模型以及系统稳定性、能控性和能观性等重要特性;第六章论述了线性二次型经典最优控制、极点配置法、瞬时最优控制、独立模态控制、滑动模态控制、日。状态反馈控制、最优多项式控制的原理以及几种半主动控制律;第七章简要阐述了模糊控制、神经网络控制和遗传算法;第八章介绍了装有磁流变阻尼器的半主动控制系统的仿真分析;第九章论述了高层建筑磁流变阻尼器风振控制及拉索的振动与控制;第十章叙述了磁流变阻尼器的布置位置和时间滞后对控制系统性能的影响及其优化设十;第十一章介绍了磁流变阻尼隔震结构地震反应分析。

《流体动力学与热力学原理应用》 本书致力于深入探讨流体在不同状态下的运动规律及其与热力学过程的相互作用,为理解和解决各类工程问题奠定坚实的理论基础。全书结构清晰,内容详实,由浅入深,旨在为相关领域的科研人员、工程技术人员以及高等院校的师生提供一本集理论性、实用性于一体的参考书。 第一部分:基础流体力学 本部分将从流体性质的描述开始,详细阐述流体的连续性假设、运动学描述(如速度场、加速度场、涡度等)以及各种流体运动的动力学方程,包括纳维-斯托克斯方程及其简化形式(如伯努利方程、欧拉方程)。我们将重点分析不同类型的流动,如粘性流与无粘性流、层流与湍流、可压缩流与不可压缩流。 流体性质: 介绍流体的密度、粘度、表面张力、压缩性等基本物理性质,以及它们对流体行为的影响。 流体静力学: 阐述液体和气体的静止状态下的受力分析,包括压强分布、浮力、表面效应等,并介绍其在压力测量、浮体稳定性和液压系统中的应用。 流体动力学基础: 详细推导和讲解质量守恒(连续性方程)、动量守恒(纳维-斯托克斯方程)和能量守恒(能量方程)在流体运动中的体现。 伯努利方程及其应用: 深入解析伯努利方程的推导过程、适用条件及局限性,并展示其在流量测量(文丘里管、皮托管)、飞机升力产生、管道流动分析等方面的广泛应用。 相似性原理与量纲分析: 介绍如何利用相似性原理和量纲分析(如π定理)来简化复杂的流体问题,通过模型实验预测原型行为,这对于风洞试验、水槽试验等工程实践至关重要。 第二部分:热力学与流体相互作用 本部分将聚焦于流体与能量传递之间的复杂关系,深入分析热传导、对流和相变过程,并结合热力学定律,探讨流体在加热、冷却、混合以及发生相态变化时的行为。 热传导: 阐述热传导的基本机理,包括傅里叶定律,分析一维、二维和稳态、非稳态热传导问题,以及傅里叶级数和拉普拉斯变换在求解中的应用。 对流传热: 详细介绍自然对流和强制对流的机理,讲解传热系数、努塞尔数、雷诺数、普朗特数等无量纲数,并推导相关经验关联式,应用于换热器设计、电子设备散热等。 辐射传热: 探讨黑体辐射、灰体辐射等概念,以及基尔霍夫定律、斯特藩-玻尔兹曼定律、维恩位移定律等,分析辐射传热的计算方法,这对于高温炉、航天器热控制等领域至关重要。 相变过程: 深入研究蒸发、冷凝、沸腾、汽化等相变现象,分析潜热、显热的概念,以及相变潜热对流体热力学性质的影响,并探讨其在制冷、空调、蒸汽轮机等系统中的应用。 热力学第一、第二定律在流体系统中的应用: 将热力学的基本原理与流体动力学相结合,分析流体做功、吸放热过程中的能量转化,以及不可逆性对系统性能的影响,例如在涡轮机、压缩机和内燃机中的能量分析。 第三部分:特殊流体流动与应用 本部分将拓展至更广泛的流体流动范畴,涵盖非牛顿流体、多相流、微尺度流以及在特定工程领域中的流体行为。 非牛顿流体: 介绍剪切稀化、剪切增稠、塑性流体等非牛顿流体的流变特性,分析其与牛顿流体在流动方程上的差异,并探讨其在涂料、食品加工、生物工程等领域的应用。 多相流: 深入研究气液两相流、气固两相流、液液两相流、固液两相流等复杂流动现象,分析气泡、液滴、颗粒在流体中的运动规律、相间传质传热,以及其在化工反应器、分离设备、输送管道等中的重要性。 微尺度流: 探讨在微通道、微喷嘴等微纳尺度下的流体行为,分析表面效应、黏性效应在微尺度下的增强,以及其在微流控芯片、微机电系统(MEMS)中的应用。 管道流动与泵、风机: 详细分析流体在管道中流动的阻力特性(沿程阻力、局部阻力),掌握水力半径、达西-韦斯巴赫公式等,并介绍泵和风机的性能参数、选型原则及工作原理。 空气动力学初步: 简要介绍空气动力学的基础概念,如升力、阻力、压强中心等,为理解航空航天器、汽车等物体的空气动力学性能提供初步认识。 本书的编写力求严谨,论证充分,图文并茂,配有大量的实例分析和习题,旨在帮助读者建立清晰的物理图像,掌握解决流体动力学和热力学相关问题的系统方法。我们相信,本书将成为您在流体力学与热力学领域深入学习和研究的得力助手。

作者简介

周云,男,1965年9月生,云南人。1996年12月获哈尔滨建筑大学结构力学专业博士学位,1997年3月至2000年6月哈尔滨工业大学力学博士后流动站博士后,2001年12月破格晋升为教授。先后任广州大学土木工程学院副院长、院长,防灾减灾工程研究所所长,现任广州大学科技处处长、公共安全与防灾减灾研究中心主任。长期从事工程抗震与工程减震控制、城市公共安全与防灾减灾研究。先后主持完成国家自然科学基金等项目10余项,获省(部)级科技进步二、三等奖3项,市科技进步二、三等奖2项,在《土木工程学报》等学术刊物上发表学术论文90余篇,获国家新型实用专利6项,主编《建筑耗能减震技术规程》,参加《高层钢结构技术规程》等三个规范或规程的编写;在科学出版社等出版社出版《土木工程抗震设计》,《土木工程防灾减灾学》等教材和著作14本。兼任土木工程学会防灾减灾工程技术委员会副主任,高等学校土木工程专业教学指导委员会委员,国际结构控制协会中国分会、中国钢结构协会钢一混凝土组合结构协会等16个协会或专业委员会的常务委员或委员,《土木工程学报》、《地震工程与工程振动》等7个学术刊物编委。

谭平,1973年9月生,湖南常德人。1995年7月毕业于郑州工学院土木系工业与民用建筑专业。2000年7月获湖南大学结构工程专业博士学位,2002年2月奎2005年12月分别在美国华盛顿大学与纽约城市大学进行博士后研究。现在广州大学工程抗震研究中心从事结构减震控制,工程抗震与健康监测方面的研究工作。已在国内外核心期刊和国际会议上发表论文30多篇。主持和参加国家自然科学基金、美国国家自然科学基金及省市自然科学基金等项目多项。现为国际隔震消能减震控制学会会员,并担任多家国际学术刊物的特邀审稿人。

目录信息

前言第一章 概论 1.1结构振动控制 1.1.1结构振动控制的概念、原理和分类 1.1.2被动控制原理与类型 1.1.3主动控制原理与类型 1.1.4半主动控制原理与类型 1.1.5混合控制原理与类型 1.2磁流变技术的应用 1.2.1磁流变技术在土木工程中的应用 1.2.2磁流变技术在其他方面的应用 1.3磁流变阻尼控制理论和技术的发展展望 参考文献第二章 磁流变液的组成与性能 2.1磁流变液的流变机理 2.2磁流变液的组成 2.2.1磁流变液的组成与类型 2.2.2磁流变液的组成成分 2.3磁流变液的本构关系 2.3.1稳态剪切场下的本构关系 2.3.2动态剪切场下的本构关系 2.3.3磁流变液的性能 2.3.4产品的优化设计和性能评价 2.3.5部分单位研制的磁流变液的性能参数 2.4磁流变液和电流变液的比较 参考文献第三章 磁流变阻尼器的类型与性能 3.1磁流变阻尼器的工作原理及分类 3.2磁流变阻尼器力学特性 3.2.1平板间磁流变液流动的计算理论 3.2.2阻尼力计算模型 3.3磁流变阻尼器的性能研究 3.3.1美国Notre Dame大学研制的阻尼器性能试验 3.3.2美国内华达大学研制的阻尼器性能试验 3.3.3哈尔滨工业大学研制的阻尼器性能试验 3.3.4天津大学研制的阻尼器性能试验 3.3.5宁波杉工监控研制的阻尼器性能试验 3.4磁流变阻尼器的磁路设计与结构设计原则 3.4.1磁流变阻尼器的磁路设计 3.4.2磁流变阻尼器的设计原则 3.5磁流变阻尼器的振动台试验 参考文献第四章 磁流变阻尼器的恢复力模型 4.1伪静力模型 4.1.1轴对称模型 4.1.2平板模型 4.2动力模型 4.2.1 Bingham模型 4.2.2:Bingham黏弹一塑性模型 4.2.3修正的Bingham模型 4.2.4非线性双黏性模型 4.2.5Bouc—Wen模型 4.2.6修正的Dahl模型 4.2.7现象模型 4.2.8修正:Bouc:一Wen模型 4.2.9修正的现象模型 4.2.10非线性滞回双黏性模型 4.2.11非线性滞回模型 4.2.12 Sigmoid模型 4.2.13带质量元素的温度唯象模型 4.2.14双Sigmoid模型 4.3非参数化模型 参考文献第五章 现代控制的基本理论 5.1控制系统状态方程及其解 5.1.1状态变量及状态空间表达式 5.1.2连续时间状态方程的求解 5.2控制系统的稳定性 5.2.1系统的平衡点 5.2.2李亚普诺夫意义下的稳定性 5.2.3李亚普诺夫第二法判别 5.3线性定常控制系统的能控性和能观性 5.3.1线性定常系统的能控性 5.3.2系统能控性的判别方法 5.3.3线性定常系统的能观性 5.3.4系统能观性的判别方法 参考文献第六章 结构振动的控制算法 6.1受控系统基本模型 6.2线性二次型经典最优控制 6.3极点配置法 6.3.1状态反馈的系统极点配置 6.3.2输出反馈的系统极点配置 6.4瞬时最优控制 6.5独立模态控制 6.6滑动模态控制 6.6.1滑移面的确定 6.6.2滑移模态控制器设计 6.7 H状态反馈控制 6.8最优多项式控制 6.9磁流变半主动控制算法 6.9.1受控系统基本模型 6.9.2半主动控制算法要点 6.9.3状态方程的离散化 6.9.4半主动控制算法 参考文献第七章 智能控制算法 7.1基于模糊控制的控制算法 7.1.1引言 7.1.2模糊集合和隶属函数 7.1.3模糊关系、模糊矩阵和模糊变换 7.1.4模糊逻辑与模糊语言 7.1.5模糊逻辑控制器的基本原理 7.1.6模糊逻辑推理 7.1.7反模糊化 7.1.8模糊控制的特点 7.1.9磁流变阻尼结构的模糊逻辑全态控制 7.2基于神经网络的控制算法 7.2.1神经网络基本原理 7.2.2神经网络的逼近能力分析 7.2.3 BP网络 7.3基于遗传算法的控制算法 7.3.1遗传算法基本理论 7.3.2基本遗传算法 7.3.3基于遗传算法的磁流变阻尼器半主动控制研究 7.3.4程序设计与算例分析 参考文献第八章 磁流变阻尼结构的地震反应分析 8.1磁流变阻尼器半主动控制系统仿真分析 8.1.1运动方程的建立 8.1.2算例分析 8.2 多结构联系体系磁流变阻尼器半主动控制系统优化设计 8.2.1两结构联系体系振动控制系统状态方程 8.2.2两结构联系体系半主动控制系统优化设计 8.2.3两结构联系体系磁流变阻尼器半主动控制系统仿真分析 参考文献第九章 磁流变阻尼结构的风振反应分析 9.1风荷载基本理论 9.1.1结构上的平均风荷载 9.1.2结构上的脉动风荷载 9.2结构风振控制的基本思路 9.3磁流变阻尼器对高层建筑风振的控制算法 9.3.1主动控制的最优化理论 9.3.2线性最优控制 9.3.3半主动控制律 9.3.4权矩阵的选取 9.4高层建筑半主动磁流变风振控制的计算机模拟 9.4.1广义脉动风荷载的模拟计算 9.4.2半主动控制结构风振反应模拟计算的步步积分法 9.4.3控制力的模拟计算 9.4.4半主动风振控制的计算机模拟程序及算例分析 9.5磁流变阻尼器对高层建筑风振舒适度控制的设计 9.5.1我国规范对高层建筑人体舒适度的验算 9.5.2规范与仿真模拟对舒适度的比较分析 9.5.3磁流变阻尼器对风振舒适度的控制 9.5.4磁流变阻尼器对于风振舒适度的设计 9.6拉索的振动与控制 9.6.1斜拉索一阻尼器系统运动方程 9.6.2系统反应的模态分析方法 参考文献第十章 磁流变阻尼器半主动控制系统优化设计 10.1控制系统权矩阵的选取 10.1.1基于Lyapunov理论的方法 10.1.2基于能量的方法 10.1.3权矩阵R的选取 10.1.4算例分析 10.2控制装置在受控结构中的优化设置 10.2.1最优控制系统的性能指标 10.2.2性能指标对控制装置位置矩阵的灵敏度 10.2.3性能指标增量计算及控制装置的最优分布 10.2.4算例分析 10.3控制系统的时滞与补偿 10.3.1时间滞后对控制系统控制效果的影响 10.3.2控制系统时间滞后的补偿 10.3.3时间滞后补偿的效果分析 参考文献第十一章 磁流变阻尼隔震结构地震反应分析 11.1磁流变阻尼隔震结构的分类 11.2磁流变阻尼隔震结构的混合方式 11.2.1磁流变阻尼器与滑移隔震混合方式 11.2.2磁流变阻尼器与橡胶隔震垫混合方式 11.3结构体系运动方程的建立 11.3.1 磁流变阻尼器与滑移隔震混合控制运动方程的建立 11.3.2磁流变阻尼器与橡胶隔震垫混合控制运动方程的建立 11.4磁流变阻尼隔震结构地震反应分析参考文献
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读后感

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用户评价

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我是一名材料科学专业的学生,虽然我的主要研究方向不是控制理论,但我对磁流变液这种独特的智能材料非常感兴趣。这本书的出现,为我提供了一个从材料科学视角审视磁流变阻尼技术绝佳的机会。我非常好奇作者是如何将磁流变液这种“材料”的属性,与“控制”这一工程学科的概念紧密结合起来的。书中对于“磁流变液的微观结构与宏观性能关系”的探讨,是否能够深入到材料的分子层面,解析磁场如何影响其链状结构,进而改变宏观的流变行为?另外,我特别期待书中能够涵盖一些关于磁流变液在不同应用场景下(如高温、低温、腐蚀性环境等)的性能表现与稳定性分析。这些信息对于我们材料开发者来说至关重要,能够为我们开发更具鲁棒性和适应性的新型磁流变材料提供宝贵的指导。如果书中还能对磁流变液的寿命、失效机理以及再生方法有所提及,那将是对我非常有价值的补充。我相信,通过这本书,我能更深刻地理解磁流变材料的“价值所在”,并可能从中找到新的研究思路。

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这本书的出版,对于我这样一个长期在工程实践中与各种振动问题打交道的工程师来说,无疑是一场及时雨。在实际工作中,我们经常会遇到需要精确控制物体运动、抑制不必要振动的场合,而传统的阻尼技术往往存在响应慢、控制精度不足等局限性。磁流变阻尼技术以其快速响应、可控性强的特点,在近年来逐渐引起了我的关注。这本书的出现,为我提供了一个系统性学习和了解该领域的机会。我尤其关注书中关于“磁流变阻尼器结构设计与性能评估”的部分,因为在选择和设计具体的阻尼器时,了解其不同结构形式的优劣以及如何对其进行科学的性能评估,是保证工程项目成功的关键。作者是否能够提供一些基于实际案例的指导,例如在汽车悬架、精密仪器减振等领域的应用分析,并给出详细的设计参数选择建议,这将是我最看重的内容。我期待这本书能够帮助我更好地理解磁流变阻尼技术的内在机理,掌握实际应用中的关键技术,从而在未来的工程项目中,能够更有效地解决振动控制的难题,提升产品的整体性能和用户体验。

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我一直对那些能够“主动思考”并做出相应反馈的工程技术充满好奇,而磁流变阻尼技术正是这样一种令人着迷的领域。这本书以其严谨的理论架构和丰富的内容,深深地吸引了我。我特别欣赏书中对于“先进控制算法在磁流变阻尼系统中的集成与优化”的探讨。在现有的控制理论中,很多算法都趋向于智能化和自适应化,我非常希望这本书能够展现磁流变阻尼技术如何融合这些最新的控制理念,实现更精准、更高效的阻尼控制。例如,书中是否会介绍基于模型预测控制(MPC)或者深度学习的自适应控制策略,以及它们在不同应用场景下的实际效果?此外,我对书中关于“多自由度磁流变阻尼系统的协调控制”部分的内容充满期待。在复杂工程结构中,往往需要多个阻尼器协同工作,如何设计有效的协调控制策略,使得整个系统达到最优的减振效果,这其中的挑战与创新将是我重点关注的内容。这本书不仅仅是关于一种技术,更是关于如何利用智能材料和先进控制思想,突破传统工程的局限,创造出更具前瞻性的解决方案。

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这本书的封面设计就给我一种沉稳而专业的视觉冲击,深邃的蓝色背景搭配着银色或白色的文字,隐约透露出科学的严谨与前沿。翻开书页,首先映入眼帘的是目录,脉络清晰的章节划分,让我对内容的广度和深度有了初步的认知。虽然我尚未深入阅读,但仅仅从目录的编排上,就能感受到作者在组织材料时的匠心独运。例如,从基础概念的铺陈,到模型建立的推导,再到应用实例的展示,逻辑层层递进,相信能带领读者一步步走进磁流变阻尼控制的世界。我对其中关于“模型优化与参数辨识”的部分尤为期待,因为在实际工程应用中,模型的准确性和参数的精确性是决定控制效果的关键。作者是否能提供一些行之有效的方法和实用技巧,这将是我衡量这本书价值的重要标准之一。另外,章节的排布是否考虑到了不同读者群体,比如初学者可能需要更详细的基础讲解,而有一定基础的研究者则更关注前沿的算法和创新性的应用,这一点也值得我细细品味。总而言之,从初步的印象来看,这本书具备了成为一本优秀学术专著的潜质,我已迫不及待想要深入探索其内在的精彩。

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我是一名正在攻读机械工程专业的研究生,近期导师推荐了这本《磁流变阻尼控制理论与技术》作为我的参考文献。说实话,一开始我被它略显“硬核”的书名吓到了,担心内容会过于晦涩难懂,充斥着大量的数学公式和抽象概念。然而,当我真正拿到这本书并翻阅几页后,我的顾虑顿时烟消云散。作者在概念的引入上非常注重引导性,并没有直接抛出复杂的理论,而是从宏观的应用场景入手,娓娓道来磁流变阻尼技术是如何解决实际工程中的减振难题。这种“由表及里”的讲解方式,对于我这样非磁流变领域的初学者来说,无疑是巨大的福音。尤其是关于“磁流变液的基本性质与流变行为”的章节,作者通过生动的图示和形象的比喻,将一种原本抽象的材料特性展现得淋漓尽致,让我对这种神奇的材料有了直观的认识。此外,书中还提及了一些具体的控制策略,例如PID控制、模糊控制等在磁流变阻尼系统中的应用,这对于我即将开展的课题研究非常有启发性。我相信,通过这本书的学习,我不仅能够掌握磁流变阻尼控制的核心理论,更能将其巧妙地应用于我的实际研究项目中,从而提升研究的深度和创新性。

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