机械系统的振动同步与控制同步 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:闻邦椿

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2003-1-1

价格:30.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030109538

丛书系列:

图书标签:

• 人呢他问题
• 1
• 机械振动
• 振动控制
• 同步技术
• 机械系统
• 控制理论
• 信号处理
• 故障诊断
• 结构动力学
• 自适应控制
• 主动控制

现代工程力学探索系列：聚焦结构动力学与控制 本系列图书汇集了结构动力学与控制领域的最新研究成果与经典理论，旨在为广大工程技术人员、研究学者以及高等院校学生提供一套系统、深入的学习资源。我们着重于解析复杂工程系统在动态载荷下的响应特性，并探讨如何通过先进的控制策略优化其性能、提升可靠性与安全性。 第一卷：解析结构动力学的奥秘——频率、模态与响应分析 本卷深入剖析了线性振动系统的基本原理。读者将学习如何建立精确的机械系统模型，理解自由振动、受迫振动以及阻尼振动的本质。本书详细介绍了特征值与特征向量在模态分析中的核心作用，阐释了如何通过模态分解来理解结构的固有振动特性，预测结构在高应力环境下的行为。 内容涵盖： 单自由度和多自由度系统的振动分析： 从最基础的单自由度系统出发，逐步过渡到复杂的多自由度系统建模，讲解质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的构建方法。 模态分析： 详细介绍振动分析的核心——模态分析，包括固有频率、振型以及它们对结构动力特性的影响。我们将探讨齐次方程的解法，特征值问题的求解技术，以及模态叠加法在响应分析中的应用。 频率响应与稳态分析： 针对周期性或随机激励下的系统响应，本卷提供了详尽的分析工具。读者将学习如何计算结构的频率响应函数，理解共振现象的发生机制，并掌握通过傅里叶变换、拉普拉斯变换等方法求解系统的稳态响应。 瞬态响应分析： 探讨系统在非周期性载荷（如冲击、阶跃载荷）作用下的动态行为。我们将介绍数值积分方法，如Newmark-β法、Wilson-θ法等，用于求解非线性动力学方程。 阻尼的建模与影响： 深入研究不同类型的阻尼（粘性阻尼、结构阻尼、库仑阻尼）及其在振动系统中的建模方式。分析阻尼对振动衰减、能量耗散以及系统稳定性的重要作用。 随机振动理论基础： 简要介绍随机振动的基本概念，如功率谱密度、相关函数等，并说明如何分析系统在随机载荷下的统计响应。 第二卷：驾驭动力学行为——主动与被动控制策略 本卷将视角从系统动力学分析转向主动干预与性能优化。在充分理解了结构固有的振动特性后，我们将重点关注如何通过设计有效的控制系统来抑制不利的振动、提升系统的稳定性与精度。 内容涵盖： 控制系统基本理论： 回顾反馈控制、前馈控制、闭环与开环控制等基本概念。介绍稳定性判据（如Routh-Hurwitz、Nyquist、Bode图）以及系统性能指标（如超调量、调节时间、稳态误差）。 线性二次最优控制（LQR）： 深入讲解LQR的设计原理与实现方法，如何根据成本函数优化控制器的增益，以达到最优的控制性能。 状态观测器设计： 探讨在传感器受限或信息不完全的情况下，如何利用状态观测器来估计系统的状态变量，从而实现有效的状态反馈控制。 模型预测控制（MPC）： 介绍MPC的核心思想，即利用系统的动态模型对未来一段时间的系统行为进行预测，并通过求解优化问题来生成最优的控制指令。 阻尼控制技术： 详细介绍主动阻尼控制、半主动阻尼控制以及被动阻尼装置（如粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、调谐质量阻尼器）的设计与应用。 振动隔离与减振技术： 阐述如何通过合理的隔振器设计、动力吸振器以及其他减振措施，有效隔离外部振动对敏感设备的影响，或减小结构自身振动的传递。 现代控制理论前沿： 简要介绍适应性控制、鲁棒控制、智能控制（如神经网络控制、模糊控制）等在复杂非线性或参数不确定系统中的应用前景。 第三卷：工程实践与案例分析 本卷将理论知识与实际工程应用相结合，通过一系列典型案例，展示结构动力学分析与控制技术在不同领域的应用。读者可以通过这些案例，深入理解理论方法的有效性，并学习如何在实际工程项目中进行系统设计与优化。 内容涵盖： 航空航天工程中的应用： 如飞行器颤振分析与控制、卫星姿态控制、结构减振技术等。 汽车工程中的应用： 如车辆悬架系统设计、发动机减振、车身噪声与振动控制等。 土木工程中的应用： 如桥梁、高层建筑的抗风抗震设计与监测、结构健康监测与控制等。 机械制造与机器人技术中的应用： 如精密机床的动态性能优化、机器人关节的定位精度控制、动力学建模与仿真等。 生物医学工程中的应用： 如人体运动动力学分析、医疗器械的减振设计等。 本系列图书的编写力求严谨、清晰，辅以丰富的图示和详细的推导过程，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，掌握实用的分析与设计方法。我们相信，通过对本系列内容的学习，读者将能够更有效地应对现代工程中日益严峻的动力学挑战，设计出更安全、更高效、更可靠的工程系统。

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当我第一次接触到这本书时，主要目标是想找一本关于非线性动力学与控制的进阶参考书。我得说，《机械系统的振动同步与控制同步》在这一块的表现绝对是超预期的。它并没有停留在传统的线性系统分析层面，而是大胆地深入到混沌、分岔和复杂网络同步这些前沿领域。书中对于庞加莱截面法、李雅普诺夫指数的介绍，严谨而又富有启发性，让复杂的非线性行为变得可以量化和预测。我记得有一个章节专门讨论了分布式传感网络中的时滞效应如何影响整体同步性能，作者通过构建一个带有延迟耦合项的微分方程组，生动地展示了时滞是“同步之敌”却又在某些特定条件下可以成为“稳定之助”的悖论。这种对辩证关系的深刻洞察，是许多教科书所缺乏的。读完这部分内容，我立刻尝试将书中提到的时滞补偿策略应用到我正在进行的一个机器人协作任务中，效果立竿见影。这本书的价值在于，它不仅告诉你“是什么”，更启发你思考“为什么会这样”，以及“如何巧妙地利用这些特性”。

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说实话，这本书的排版和插图设计非常现代且高效。很多技术书籍的图表往往晦涩难懂，但《机械系统的振动同步与控制同步》在这方面做得非常出色。每一个关键的数学模型和仿真结果，都被配以清晰、高分辨率的图形来辅助理解。例如，当讲解如何设计一个最优化的同步控制器时，书中展示的Bode图和Nyquist图不仅仅是标准的教科书示例，它们被赋予了特定的工程背景，使得读者能够一眼看出控制器增益裕度和相位裕度对系统稳定性的实际影响。更令我惊喜的是，作者似乎非常注重阅读体验，文本的行间距和字体选择都很舒适，即使是需要长时间沉浸其中阅读复杂的数学推导，眼睛的疲劳感也比预期的要轻很多。这可能听起来是枝节问题，但在面对如此厚重且专业的材料时，良好的物理呈现质量无疑是保持学习动力的一个重要保障。它让枯燥的理论学习过程多了一份享受的成分。

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我对这本书的另一深刻印象是其跨学科的视野。在很多章节中，作者巧妙地引入了来自控制论、信息论甚至生物物理学的概念来丰富对机械同步现象的理解。比如，书中用信息熵的概念来量化振动系统在同步失稳过程中的“不确定性增加”，这种跨界的思维方式极大地拓宽了我的思路。我原先总觉得振动控制就是一个纯粹的机械或电气工程领域，但这本书展示了如何利用更高级的数学工具和更广阔的理论视野来解决问题。特别是在讨论多体系统协同工作时，书中不仅仅局限于传统的PID或LQR控制，还借鉴了群体智能算法中的耦合规则，这无疑为设计更具鲁棒性和自适应性的同步控制器指明了方向。这种融会贯通的叙事方式，使得本书不仅仅是一本工具书，更像是一部启发创新思维的智库。它鼓励读者跳出学科的固有框架去审视问题。

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从实际应用的层面来看，这本书的附录部分简直是宝藏。它提供了多个基于MATLAB/Simulink的仿真案例代码片段，这些代码不仅是展示理论验证的工具，更是可以直接拿来作为快速原型开发的起点。我尤其欣赏作者没有将代码写得过于“黑箱化”，而是详细注释了每一个关键参数的物理意义和调参逻辑。这对于那些希望将理论成果快速转化为实际验证平台的研究生和工程师来说，具有无可估量的实用价值。例如，书中关于时变载荷下振动抑制的仿真模型，我只需要微调其中的载荷函数和控制器参数，就能快速模拟我自己的实验场景。这本书的这种“授人以渔”的细致处理，体现了作者极强的工程责任心。它不仅仅是一本理论的陈述，更像是一个资深专家手把手带领读者走过从理论建立到仿真验证的全过程，其深度和广度绝对对得起它在专业领域的地位。

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这本《机械系统的振动同步与控制同步》听名字就让人觉得是一部硬核的专业著作，但实际翻开后，我发现它远不止于此。作者在深入探讨机械系统振动同步这一复杂现象时，展现了极其深厚的理论功底，但更难能可贵的是，他并没有将读者完全抛入抽象的数学海洋。书中对各种经典振动模型，比如阻尼振子、耦合系统等，进行了细致入微的剖析，每一处推导都清晰可见，逻辑链条严丝合缝。我特别欣赏它在理论阐述后紧接着的工程应用实例——比如大型旋转机械的动态平衡校正，或是精密机床主轴的误差补偿。这些案例的引入，使得原本高冷的理论知识立刻“接地气”了。对于我这样一名工程背景的研究人员来说，这本书记载的不仅仅是同步控制的算法，更是一套解决实际工程难题的思维框架。书中对不同同步机制（如相位锁定、频率锁定）的比较分析尤其精彩，它们不是孤立存在的，而是被置于一个统一的控制理论体系下进行审视。这种宏观与微观并重的写作手法，极大地提升了阅读的层次感。即便是对同步技术已有初步了解的人，也能从中挖掘出新的理解维度。

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