动力学控制基础与应用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

动力学控制基础与应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 动力学控制的基本概念1

1.1 动力学控制中的基本概念1

1.1.1 控制系统组成部分1

1.1.2 常见控制系统的分类2

1.1.3 控制系统的一般要求4

1.2 控制基本框图5

1.2.1 反馈系统控制框图5

1.2.2 反馈控制系统的传递函数5

1.2.3 反馈控制系统的一个重要特性6

1.3 常用的控制方法8

1.3.1 二位控制或开关控制8

1.3.2 PID控制8

1.3.3 状态反馈控制10

1.3.4 输出反馈控制10

1.3.5 前馈控制11

1.3.6 最优控制12

1.3.7 模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Controller）13

1.4 控制模型实例分析14

习题18

第2章 结构振动模态分析法21

2.1 线性系统的动力学方程21

2.2 系统的实模态分析法22

2.2.1 系统的实模态22

2.2.2 主模态和正则模态23

2.3 系统振动响应的实模态分析法24

2.3.1 系统在零激励下的响应——自由响应24

2.3.2 无阻尼系统在外激励下的响应28

2.4 特征值为重根或等于零的情况29

2.4.1 重特征值时特征向量的计算29

2.4.2 零特征值情况——刚体模态31

2.5 阻尼系统的模态分析法33

2.5.1 比例阻尼系统的实模态分析34

2.5.2 复模态分析法1——对称系统34

2.5.3 复模态分析法2——非对称情况40

2.6 温克尔地基梁的弯曲振动问题41

2.6.1 温克尔地基梁固有振动分析42

2.6.2 模态分析法44

2.6.3 车载模型通过温克尔地基梁的耦合振动问题46

习题53

第3章 动态系统运动稳定性分析54

3.1 动态系统的稳定性54

3.1.1 系统稳定性的基本概念54

3.1.2 控制系统的稳定性分析54

3.2 线性系统稳定性条件56

3.2.1 线性系统稳定性的充要条件56

3.2.2 线性系统稳定的必要条件57

3.3 线性系统稳定判据方法58

3.3.1 赫尔维茨判据（Hurwitz）58

3.3.2 线性系统的稳定性劳斯判据59

3.3.3 李亚普诺夫稳定性判据61

3.4 系统稳定性分析的Matlab函数64

3.4.1 直接判定方法64

3.4.2 间接判定方法66

3.4.3 李亚普诺夫方法68

3.5 力学系统的系统平衡与稳定性69

3.5.1 力学系统的平衡问题69

3.5.2 保守力场中系统稳定性分析71

习题72

第4章 线性系统的能控、能观性分析75

4.1 能控性和能观测性的物理现象75

4.2 系统的能控性分析76

4.2.1 能控性的定义77

4.2.2 能控条件77

4.2.3 线性系统的能控性Matlab函数79

4.2.4 可控标准形81

4.3 系统的能观性分析85

4.3.1 能观性的基本概念85

4.3.2 系统能观性分析86

4.3.3 能观性Matlab函数87

4.3.4 系统方程的可观测标准型88

4.4 可控性和可观性与传递函数关系91

4.5 对偶原理——可控与可观之间的关系93

习题94

第5章 动态系统状态反馈控制方法97

5.1 动力学系统的反馈控制原理97

5.1.1 状态反馈控制系统97

5.1.2 输出反馈系统98

5.1.3 闭环控制系统的可控与可观性质99

5.2 状态反馈极点配置法99

5.2.1 极点配置基本概念99

5.2.2 状态反馈的极点配置的间接法100

5.2.3 状态反馈极点配置的直接法102

5.3 输出反馈的极点配置法110

5.3.1 输出反馈到状态微分端111

5.3.2 输出反馈到参考输入点111

5.3.3 输出反馈极点配置方法112

5.4 状态观测器和状态重构113

5.4.1 全维观测器113

5.4.2 采用状态观测器的状态反馈系统115

5.4.3 降维观测器117

习题120

第6章 泛函与泛函极值分析123

6.1 泛函的基本概念123

6.1.1 泛函实例123

6.1.2 泛函的定义及性质124

6.2 泛函的变分与泛函极值问题125

6.2.1 泛函的变分125

6.2.2 泛函极值，欧拉—拉格朗日方程126

6.3 两种边界的变分问题127

6.3.1 固定边界的变分127

6.3.2 可动边界情况129

6.4 拉格朗日乘子在求泛函极值中的应用130

6.4.1 固定端点的问题130

6.4.2 始端固定、末值状态自由情况下的最优控制问题132

习题136

第7章 动态系统最优控制137

7.1 最优控制问题的一般性提法137

7.2 用变分法求解最优控制问题139

7.2.1 固定端点的问题140

7.2.2 当始端时刻固定、末值状态自由情况下的最优控制140

7.3 线性系统的二次型与最优设计141

7.3.1 连续系统的二次型最优控制指标141

7.3.2 连续系统的二次型最优控制设计——黎卡提方程143

7.3.3 线性离散系统的最优控制147

7.4 线性系统的最优参数的李亚普诺夫第二方法150

7.5 次最优控制152

7.6 用Matlab…Simulink解二次型最优控制问题153

7.7 基于二阶微分方程（组）的最优控制模型158

习题163

第8章 结构振动控制166

8.1 结构振动控制的基本方法166

8.2 两类振动模态控制法167

8.2.1 耦合模态控制167

8.2.2 非耦合模态控制（独立模态控制）168

8.3 无阻尼系统模态控制规律设计172

8.3.1 极点配置法172

8.3.2 最优控制法173

8.3.3 模态滤波器174

8.4 阻尼系统独立模态空间控制律设计177

8.4.1 阻尼系统177

8.4.2 状态反馈控制规律设计177

8.4.3 最优控制规律设计178

8.5 结构解耦控制问题180

8.5.1 串联补偿器解耦181

8.5.2 状态反馈解耦182

8.6 振动半主动控制187

8.6.1 半主动吸振187

8.6.2 半主动隔振187

8.7 主动隔振器设计188

8.7.1 主动位移隔振189

8.7.2 基础激励控制190

8.7.3 工程实例分析191

习题196

第9章 PID控制原理199

9.1 PID控制模型199

9.1.1 PID控制的组成199

9.1.2 PID控制响应分析200

9.2 离散PID控制206

9.2.1 增量PID控制计算公式206

9.2.2 近似离散PID207

9.3 改进的PID控制208

9.3.1 饱和效应与饱和积分208

9.3.2 克服饱和的方法208

9.4 PID参数工程整定法208

9.4.1 频域方法208

9.4.2 齐格勒—尼克尔斯方法212

9.4.3 临界震荡法214

9.4.4 衰减曲线法216

9.5 PID控制参数配置设计法217

9.5.1 二阶系统PD控制参数配置法217

9.5.2 二阶系统PID控制参数配置法218

9.5.3 二阶PID控制系统并联模型223

9.6 复杂系统的模糊PID控制（Fuzzy—PID）224

9.6.1 模糊控制工作原理225

9.6.2 模糊PID控制器设计226

习题231

附录234

一、部分Matlab指令意义234

二、Simulink仿真技巧234

三、部分习题答案236

参考文献248