结构力学与有限元法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:王世忠编

出品人:

页数:230 页

译者:

出版时间:2003年01月

价格:19.0

装帧:平装

isbn号码:9787560318325

丛书系列:

图书标签:

• 结构力学
• 有限元法
• 结构分析
• 力学
• 工程力学
• 数值方法
• 计算力学
• 结构工程
• 岩土工程
• 桥梁工程

好的，以下是根据您的要求，为您撰写的一份关于《结构力学与有限元法》之外的图书简介。请注意，这份简介旨在详细介绍其他领域的书籍内容，完全规避您提到的那本教材的任何信息。 图书简介：《现代控制理论基础与应用：鲁棒性与最优性设计》 第一部分：现代控制理论的基石与展望 本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有实践指导意义的现代控制理论学习路径。它不仅仅是一本理论教科书，更是一座连接经典控制、现代控制到前沿自适应控制和智能控制的桥梁。我们聚焦于系统建模、稳定性分析、性能优化以及复杂系统控制策略的设计与实现。 1. 系统动力学建模与状态空间描述： 在控制理论的殿堂中，准确的系统描述是所有分析与设计工作的前提。本书首先从经典时域分析（如传递函数、零极点）出发，逐步过渡到现代控制的核心——状态空间表示法。我们将详细探讨线性定常（LTI）系统、线性时变（LTV）系统在状态空间下的数学模型构建，包括机理建模（基于物理定律）与实验辨识方法。重点讲解如何将复杂的物理系统（如机械臂、航空航天器、电气网络）抽象为一组耦合的一阶微分方程组，并深入分析系统的可控性与可观测性——这是设计有效控制器的必要前提。对于非线性系统，本书也将简要介绍李雅普诺夫稳定性理论在线性化分析中的应用。 2. 线性系统的稳定性与李雅普诺夫分析： 稳定性是控制系统的生命线。本书详尽阐述了李雅普诺夫稳定性判据，这是分析非线性系统稳定性的最强大工具。我们不仅会介绍直接法（能量函数法），还将深入探讨间接法（线性化法）的应用边界。对于线性系统，将结合特征值分析，清晰界定渐近稳定、指数稳定和稳定之间的细微差别。此外，书中还引入了输入-输出稳定性（BIBO稳定性）的概念，强调系统在有界输入下输出保持有界的工程重要性。 3. 现代控制器的设计原理：极点配置与状态反馈： 基于状态空间模型，本书的核心部分聚焦于极点配置（Pole Placement）技术。读者将学习如何通过计算精确的反馈增益矩阵，将系统的闭环极点放置在复平面的任意预定位置，从而精确地设计系统的动态性能（如响应速度、阻尼比）。我们将详细推导Ackermann公式，并结合实际算例，展示如何利用可控性矩阵来求解反馈增益。同时，书中也探讨了观测器设计，特别是Luenberger观测器，用于在无法直接测量所有状态变量时，通过估计状态来实现有效的状态反馈控制。 第二部分：最优控制与鲁棒性理论的深度探索 现代工程问题往往需要在性能（快速性、精确性）与安全性（鲁棒性、抗干扰能力）之间做出权衡。本书的后半部分专门针对这些高级需求进行深入剖析。 4. 最优控制理论：性能指标与LQR设计： 最优控制的目标是在满足系统约束的前提下，使某个性能指标函数达到最优。本书重点讲解二次型性能指标（Quadratic Performance Index），该指标形式简单且易于计算。在此基础上，我们将引入线性二次型调节器（LQR）的设计方法。LQR通过求解代数黎卡提方程（ARE）来获得最优状态反馈增益。书中会清晰阐述如何通过调整权重矩阵 $Q$ 和 $R$ 来平衡状态误差的抑制速度与控制输入的能量消耗，实现真正的“最优”控制。此外，还会涉及离散时间LQR的设计，以适应数字控制器的实现。 5. 鲁棒控制导论：H-无穷（$H_infty$）控制： 实际系统中不可避免地存在模型不确定性、参数摄动以及外部干扰。鲁棒控制致力于设计在这些不确定性下仍能保持稳定性和可接受性能的控制器。本书将重点介绍H-无穷范数的概念，该范数衡量了系统对外部扰动信号的放大程度。我们将深入探讨$H_infty$ 控制器设计的基本框架，即通过求解（广义）黎卡提不等式来找到一个控制器，使得闭环系统对特定扰动的加权范数最小化。这部分内容对于设计抗干扰能力强的工业控制系统至关重要。 6. 经典控制与现代控制的融合：混合控制器设计： 最后，本书强调理论的工程应用。我们将探讨如何将现代控制的优势（如全局状态反馈、最优性）与经典控制的直观性（如频率响应分析、PID控制）相结合。特别地，我们讨论了引入前馈控制以应对可测扰动，以及混合控制器结构（如LQR/PID结合）在实际工业生产线上的应用案例。书中包含大量使用MATLAB/Simulink进行系统仿真和参数优化的实例，确保读者能够将抽象的数学理论转化为可操作的工程方案。 本书特色： 深度与广度兼顾： 从状态空间基础到前沿的$H_infty$设计，构建完整的知识体系。 强调工程实现： 理论推导后紧跟Simulink仿真实例，注重控制器的可实现性。 清晰的逻辑脉络： 层次分明地引导读者理解从“稳定性”到“最优性”再到“鲁棒性”的控制设计进阶路径。 适用读者： 自动化、机械工程、航空航天、电气工程等相关专业的高年级本科生、研究生，以及希望系统回顾和提升现代控制理论应用能力的工程技术人员。

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我特别欣赏这本书中那些详尽的工程实例分析部分。很多力学教材要么只讲理论，要么实例过于简单化，缺乏真实世界的复杂性。但这本书不同，它选取了从桥梁结构到复杂机械零部件等多个领域的案例，并且对这些案例进行了细致入微的剖析。作者不仅展示了如何建立数学模型，更重要的是，他深入探讨了在实际工程中，由于材料非线性和几何非线性因素引入后，计算方法需要进行哪些修正和调整。这些内容对于我这种致力于将理论应用于实践的人来说，简直是如获至宝。他没有回避工程计算中的“脏活累活”，反而将其视为提升分析深度的必经之路，这种务实的态度让人倍感踏实和信服。

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这本书的装帧设计真是一绝，封面那种深邃的蓝色调，配上烫金的字体，一看就知道不是那种走过场、糊弄人的教材。我当时在书店里拿起它的时候，就被这种沉稳的气质吸引住了。内页的纸张质感也相当不错，拿在手里很有分量，翻阅时几乎没有那种廉价纸张的涩滞感，墨水的清晰度更是没得挑剔，即便是那些复杂的力学图示和手算过程的推导，看起来也条理分明，丝毫不会让人感到眼花缭乱。看得出来，出版社在细节上是下了大功夫的，这种对物理载体的尊重，对于我们这种需要长时间与专业书籍打交道的学习者来说，是极其重要的加分项。它不仅仅是一本知识的载体，更像是一件精美的工艺品，让人爱不释手，也更愿意沉下心去钻研里面的内容。而且，这本书的开本适中，虽然内容厚重，但携带起来倒也不算太笨拙，这点在需要带着它去工地或实验室的时候，体验感会直线上升。

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这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的流畅。作者在引入新概念时，总是能找到一个非常接地气的物理模型作为切入点，让人瞬间就能抓住问题的核心，而不是一开始就被一堆抽象的符号和公式淹没。比如，在讲解应力与应变关系时，他没有直接抛出本构方程，而是先用一个非常直观的橡皮泥拉伸实验来类比，这种“先物化、后抽象”的处理手法，极大地降低了初学者的理解门槛。而且，章节之间的过渡非常自然，前一章的结论会无缝衔接到后一章的起点，形成一个完整的知识链条，读起来完全没有那种东拼西凑、章节脱节的感觉。这种行云流水的组织方式，让我在阅读时能够保持高度的专注力，仿佛跟着一位经验丰富的大师在进行一对一的私教辅导，每翻过一页，都会有一种“原来如此”的豁然开朗感。

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这本书的深度远远超出了入门级的范畴，它更像是为那些已经掌握了基础理论、渴望向更高阶分析迈进的工程师或研究人员准备的“进阶指南”。书中涉及的一些高级概念的阐述，那种看待问题的角度和深度，明显不是普通本科课程所能涵盖的。它没有试图用过于简化的模型来迎合读者，而是坦诚地展现了复杂问题的多面性。阅读这本书的过程，更像是一场智力上的挑战，它不断地激发你去思考公式背后的物理意义，去质疑既有的假设是否在特定工况下依然成立。这种鼓励批判性思维的教学方式，让我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在培养一种严谨的、面向工程实践的科学素养，这是任何速成指南都无法给予的宝贵财富。

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这本书的排版和符号使用规范程度，是很多国内教材望尘莫及的。我可以毫不夸张地说，这是我见过的符号定义最一致、图例标注最清晰的专业书籍之一。每一个希腊字母、每一个张量符号，其下标和上标的意义都在首次出现时得到了明确的界定，并且在后续章节中保持了高度的忠诚度，这极大地减少了我在查阅公式时需要不断回头翻阅的麻烦。对于需要频繁进行手算验算的学生来说，这种对细节的极致追求，直接决定了学习效率和避免因符号混淆而出错的概率。此外，公式的推导过程详略得当，关键的数学步骤都清晰列出，而那些较为基础的代数运算则被巧妙地略去，既保证了推导的完整性，又避免了不必要的冗余，充分体现了作者深厚的教学功力。

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