工程力学(上册)

工程力学(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:知识产权出版社
作者:蒋桐,郭光林主编
出品人:
页数:208
译者:
出版时间:2003-12
价格:23.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787800119484
丛书系列:
图书标签:
  • 工程力学
  • 力学
  • 静力学
  • 动力学
  • 材料力学
  • 工程
  • 理工科
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具体描述

《工程力学(上册)》包括传统的理论力学和材料力学,根据它们的内在联系相互渗透和综合协调进行编写。编写中参照了国家教委制定的高等工业学校“理论力学”、“材料力学”和“工程力学”等课程的基本要求,也适当反映了近年来工程力学课程改革的成果和趋势。全书分上、下两册共4篇17章。

上册内容包括结论,第1篇:物体的受力分析与结构计算简图、平面任意力系、空间力系、杆件的内力与内力图;第2篇:轴向拉伸与压缩、材料的力学性能、剪切实用计算、扭转、平面弯曲;附录:平面图形的几何性质、梁在简单荷载作用下的变形、形钢规格表。

《工程力学(上册)》可作为高等院校的土木工程专业及其他相关的交通工程、建筑学与城市规划、城市建设、给水排水、环境保护、工程管理等专业教材,也可供高职、高专及成人高校选用。

现代控制理论基础:系统建模、分析与设计 作者: 王建国 教授 出版社: 工业科学出版社 出版时间: 2023 年 10 月 定价: 98.00 元 --- 内容概要 《现代控制理论基础:系统建模、分析与设计》是一本全面、深入介绍现代控制理论核心概念、分析方法和设计技术的专业教材。本书旨在为高等院校工科专业(如自动化、电子信息工程、机械工程、航空航天工程等)的高年级本科生和研究生提供坚实的理论基础和实用的工程应用能力。全书内容紧密围绕系统的数学描述、时域与频域分析、现代控制器的设计与实现展开,重点突出理论的严谨性与工程实践的结合。 本书共分为十章,结构清晰,逻辑递进: 第一部分:系统基础与状态空间描述 (第 1-3 章) 第 1 章:控制系统概述与回顾 本章首先回顾了经典控制理论的基本概念,如反馈控制、稳定性、性能指标等,为引入现代控制理论做好铺垫。随后,详细介绍了现代控制理论的优势和发展历程,强调了其在处理多输入多输出(MIMO)系统、复杂非线性系统方面的强大能力。本章清晰界定了连续时间系统与离散时间系统的基本区别和适用场景。 第 2 章:线性系统的状态空间模型 这是全书的基石。本章深入讲解了如何将物理系统(如电路、机械系统、热力系统)抽象为标准的状态空间形式 $dot{mathbf{x}} = mathbf{A}mathbf{x} + mathbf{B}mathbf{u}$,$ mathbf{y} = mathbf{C}mathbf{x} + mathbf{D}mathbf{u}$。详细讨论了自由响应、强迫响应的求解方法,特别是矩阵指数 $ ext{e}^{mathbf{A}t}$ 的计算(包括利用对角化、若尔当标准型等方法)。同时,系统地阐述了系统的基本性质:可控性(Controllability)和可观测性(Observability),这是后续所有控制器和观测器设计的前提。 第 3 章:线性系统的变换与等效 本章探讨了状态空间模型的等效变换。通过相似变换,可以将系统矩阵 $mathbf{A}$ 转换为多种标准形,如约旦标准型、控制标准型(Controllable Canonical Form)和观测标准型(Observable Canonical Form)。重点分析了这些标准形在分析系统结构和辅助设计中的实际意义。本章还引入了系统的传递函数矩阵的推导及其与状态空间模型的相互转换关系。 第二部分:系统分析与性能评估 (第 4-6 章) 第 4 章:线性时不变(LTI)系统的稳定性分析 本章集中探讨 LTI 系统的稳定性。内容涵盖了李雅普诺夫稳定性判据(直接法和间接法),并详细分析了李雅普诺夫稳定性定理在判断连续系统和离散系统稳定性上的应用。对于连续系统,讨论了 $mathbf{A}$ 矩阵特征值的分布与系统稳定性的关系;对于离散系统,则讨论了单位圆判据。 第 5 章:线性系统的能控性与能观测性 在第 2 章引入概念的基础上,本章系统地推导了卡尔曼能控性矩阵和卡尔曼可观测性矩阵的秩判据。详细讨论了如何利用能控性/可观测性来判断系统是否可以通过输入完全调节,以及是否可以通过输出完全估计状态。此外,还涉及了系统的分解(如能控子系统和能观测子系统)的概念。 第 6 章:系统性能指标与时间响应分析 本章将理论分析与性能评价相结合。讨论了系统的暂态响应指标(如超调量、调节时间、峰值时间)和稳态指标(如稳态误差)。引入了性能指标的量化,并讨论了如何通过设计反馈增益来优化这些性能指标。对于 MIMO 系统,本章也介绍了广义意义下的性能分析方法。 第三部分:现代控制器的设计与实现 (第 7-10 章) 第 7 章:极点配置与状态反馈控制 本章是现代控制设计的核心。在系统可控的假设下,详细讲解了极点配置(Pole Placement)技术,即如何通过设计状态反馈增益 $mathbf{K}$ 来使闭环系统的特征多项式达到预期的配置,从而精确或近似地达到期望的动态性能。内容包括Ackermann 公式和最小实现法。 第 8 章:状态观测器的设计与输出反馈 由于实际中状态变量往往无法直接测量,本章专注于状态观测器的设计。详细介绍了Luenberger 观测器的原理和设计方法,确保观测误差渐近收敛。随后,结合极点配置,推导了状态观测器与状态反馈相结合的控制器设计,即通过观测器的估计状态来代替真实状态进行反馈控制(分离原理)。 第 9 章:输出反馈与系统的综合设计 本章讨论了在只能利用输出信号进行反馈(而非全部状态)的情况下的控制器设计。引入了输出反馈极点配置的基本原理和限制。更重要的是,本章探讨了系统分解与综合设计的思路,使读者理解如何将复杂的控制任务分解为可控性改进、可观测性估计和性能优化等步骤。 第 10 章:最优控制与线性二次型调节器 (LQR) 本章作为现代控制理论的高级延伸,介绍了最优控制的基本思想。核心内容是线性二次型调节器(LQR)的设计。LQR 通过最小化一个包含状态误差和控制输入的二次型代价函数,自动确定最优的反馈增益 $mathbf{K}$。本章详细推导了求解最优增益所需的代数黎卡提方程(ARE)及其求解方法,并讨论了 LQR 在工程中的广泛应用和鲁棒性考量。 --- 本书特色 1. 理论与实践并重: 每章均配有丰富的工程实例,涵盖机械臂控制、飞行器姿态控制、过程控制等领域,帮助读者将抽象的数学模型与实际物理意义联系起来。 2. 清晰的推导过程: 状态转移矩阵、李雅普诺夫方程、黎卡提方程等核心公式的推导过程详尽且逻辑严密,便于自学和深入研究。 3. 仿真验证: 书中大量穿插了基于 MATLAB/Simulink 的仿真案例,展示了极点配置、LQR 等控制器在不同系统上的效果对比,增强了读者的动手能力。 4. 数学工具准备充分: 对所需的矩阵分析、微分方程求解等数学知识进行了必要的复习和提要,确保读者能顺利跟进。 《现代控制理论基础》是构建扎实控制工程知识体系的必备参考书,是未来进行高级系统设计与研究的坚实阶梯。

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读后感

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用户评价

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我是一名热爱生活、对周围事物充满好奇的普通读者。最近,我对“为什么有些东西会掉下来,而有些东西却能保持在空中”这个问题产生了浓厚的兴趣,于是我便翻开了这本《工程力学(上册)》。这本书的语言非常流畅,没有那种枯燥的学术腔调,反而像是在与一位老朋友聊天。它从最基本的“重力”概念讲起,然后解释了“摩擦力”、“弹力”等各种力的存在。我特别喜欢书中对“牛顿运动定律”的生动讲解,尤其是第一定律,关于惯性的描述,让我明白了为什么静止的物体会保持静止,运动的物体会保持匀速直线运动,除非有外力作用。书中还用了大量的图片和图示来解释各种物理现象,比如一个物体在斜坡上滑动,它所受到的重力、支持力和摩擦力是如何相互作用的,这些都让我对力学有了非常直观的认识。这本书让我觉得,科学知识其实离我们并不遥远,只要用心去观察,就能发现其中的奥秘。

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作为一名对机械设计有着浓厚兴趣的爱好者,我一直在寻找一本能够系统学习工程力学基础的书籍。《工程力学(上册)》简直就是我期待已久的“宝藏”。它没有像一些网络资料那样碎片化、零散化,而是提供了一个非常完整的知识体系。从最基础的“力”的概念,到“力矩”的引入,再到“重心”和“惯性矩”的计算,每一步都衔接得非常自然。我特别赞赏书中在讲解“刚体的平面运动”时,详细分析了“平动”和“转动”的叠加,并用自行车的运动来类比,非常生动。让我印象深刻的是,书中在解释“虚功原理”时,并没有直接给出复杂的数学推导,而是先从“功”的概念入手,然后逐步引导读者理解,即使是在物体没有发生实际位移的情况下,力的作用也会产生“虚功”,并且这种功在特定条件下会相互抵消。这种“由浅入深”的教学方法,极大地降低了学习难度,也让我对这些看似高深的原理产生了浓厚的兴趣。它不仅教会了我知识,更培养了我解决问题的逻辑思维能力。

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我是一位大学二年级的学生,目前正在学习机械工程。之前听师兄师姐们说起工程力学,总是感觉它像一座难以逾越的高山。但是,当我拿到这本《工程力学(上册)》之后,我的看法发生了巨大的改变。这本书的讲解风格非常亲切,就像一个经验丰富的导师在耐心指导你一样。它从最基础的“力的概念”讲起,比如力的三要素——大小、方向和作用点,并且用很多生活中的例子来解释,比如用绳子拉动一个重物,绳子的拉力就是力。我特别喜欢书中对“受力分析”的讲解,它提供了非常系统的方法论,教我如何准确地识别和画出物体所受的各个力,并且在之后用来分析物体的运动状态。书中还详细介绍了“约束力”的概念,并分析了不同类型约束的受力特点,比如铰支约束、固定端约束等等,这些都为我后续学习更复杂的结构力学打下了坚实的基础。而且,书中的习题设计也非常合理,由易到难,能够有效地巩固所学的知识,我感觉自己真的在一点点地进步。

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我是一位即将步入大学的准大学生,对未来即将学习的专业课程充满了期待,也有一丝不安。在暑假期间,我决定提前预习一些基础课程,《工程力学(上册)》就是其中一本。让我惊喜的是,这本书的讲解风格非常人性化,它没有用过于复杂的术语,而是用一种“润物细无声”的方式,逐渐引导我进入工程力学的世界。书的开篇就从“力和运动”这一最基本的关系讲起,然后逐步深入到“力的合成与分解”,再到“静力学的基本定律”。我特别喜欢书中关于“力的分解”的讲解,它用了很多在斜坡上推箱子的例子,让我明白了如何将一个斜向的力分解成水平和竖直方向上的两个分力,并且这些分力是如何相互作用的。书中还详细介绍了“自由体图”的绘制方法,这对于我准确分析物体所受的力至关重要。我感觉通过学习这本书,我不仅掌握了工程力学的入门知识,更重要的是建立了一种严谨的科学思维,学会如何客观地分析和解决问题。

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我是一位对物理原理和工程应用都充满热情的人。在我看来,工程力学是连接理论与实践的桥桥梁,《工程力学(上册)》这本书正是这样一个绝佳的范例。它不仅仅是一本教材,更像是一个精密的工具箱,为我提供了理解和分析物理世界的基本原理。我尤其欣赏书中关于“能量守恒”和“动量守恒”的论述。作者通过对碰撞、抛射等现象的分析,清晰地展示了这些基本守恒定律在实际问题中的应用,让我深刻理解了物理学的普适性和统一性。书中还详细介绍了“刚体转动”的概念,并解释了“转动惯量”对物体转动状态的影响。我感觉通过学习这本书,我不仅掌握了工程力学的核心概念,更重要的是培养了一种严谨的科学探究精神,能够用物理学的语言来描述和解释各种现象。

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作为一名对科学探索充满渴望的读者,我一直在寻找一本能够系统性地介绍工程力学基础知识的书籍。《工程力学(上册)》无疑是其中的佼佼者。它以极其清晰的逻辑和结构,为我构建了一个完整的力学知识框架。我特别喜欢书中对“材料力学”和“结构力学”的初步介绍。作者在讲解“应力”和“应变”时,用了很多关于材料在外力作用下会发生形变的例子,比如拉伸、压缩、弯曲等,并详细分析了不同材料的力学性能。书中还深入浅出地介绍了“静不定结构”的概念,并提供了一些分析方法,让我对如何计算和分析比简单结构更复杂的工程问题有了初步的了解。我感觉这本书不仅传授了知识,更重要的是培养了我独立思考和解决问题的能力,让我能够将所学的理论知识运用到实际生活中,去分析和理解更复杂的工程现象。

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拿到这本《工程力学(上册)》纯属偶然,是在一个二手书店里寻宝时发现的。封面设计简洁,但散发着一种扎实的学术气息,让我这个对力学一知半解的普通读者也忍不住好奇。翻开第一页,映入眼帘的是严谨的排版和清晰的图示,瞬间就打消了我之前对力学可能枯燥乏味的顾虑。作者似乎非常注重基础概念的讲解,从向量的运算到静力学的基本原理,都循序渐进,环环相扣。我尤其喜欢其中关于“约束”和“自由度”的阐述,用生活中的例子来类比,比如用绳子拉着一个箱子,箱子在绳子方向上无法自由移动,这就构成了约束。这样的比喻让抽象的概念变得生动形象,大大降低了理解门槛。书中还穿插了许多历史故事和科学家的逸事,比如牛顿如何从苹果落地悟出万有引力定律,这些都为枯燥的公式增添了几分人文色彩,也让我意识到这些伟大的理论背后凝聚了多少智慧和汗水。虽然我还没有完全啃下所有的内容,但仅凭前半部分的阅读体验,我就已经对这本书充满了期待。它不仅仅是一本教材,更像是一位循循善诱的老师,引领我一步步探索力的奥秘。

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我一直对“结构”和“力”之间的关系感到着迷,想要了解建筑、桥梁等宏伟工程是如何在力的作用下保持稳定的。《工程力学(上册)》这本书正好满足了我的求知欲。它从最基础的“力的概念”开始,非常细致地解释了力的性质和作用方式,比如力的三要素:大小、方向和作用点。我特别喜欢书中在讲解“静力平衡”时,所用的案例分析。作者详细地分析了各种杆件在受力情况下的状态,比如在桥梁结构中,各个构件承受着不同的拉力或压力,而整体能够保持稳定,正是因为这些力的相互平衡。书中还深入浅出地介绍了“梁”和“轴”的受力分析,并用图示清晰地展示了它们内部承受的弯矩和剪力。我感觉这本书不仅提供了理论知识,更重要的是让我对工程实践有了初步的认识,理解了工程师是如何运用力学原理来设计和建造安全可靠的结构的。

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坦白说,我之前对力学一直存在一种“畏难”情绪,总觉得那是属于物理天才的领域,像我这样的“文科生”估计是“高攀不起”。然而,当我偶然翻到这本《工程力学(上册)》时,这种固有观念被彻底颠覆了。书的开篇就用一种非常温和的方式切入,没有上来就抛出一堆复杂的公式,而是从最基本的物理量,比如力和位移,开始娓娓道来。我特别欣赏作者在讲解“力的合成与分解”时,引入了“向量”的概念,并且用航海和航空的例子来说明,如何在不同方向的力共同作用下,确定物体的最终运动趋势。这种将理论与实际相结合的讲解方式,让原本可能令人望而生畏的数学工具变得亲切易懂。我甚至尝试着按照书中的步骤,在纸上画出了几个简单的力向量图,感觉自己仿佛真的在解决实际的工程问题。书中对“平衡条件”的阐述也相当到位,通过分析各种受力情况下的物体状态,让我理解了为何一些物体能够静止不动,而另一些则处于运动之中。这不仅仅是理论知识的学习,更是一种思维方式的训练,它教会我如何从现象到本质,分析事物背后的驱动因素。

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作为一个对物理学和工程学都充满好奇的业余爱好者,我一直想系统地学习工程力学的相关知识。《工程力学(上册)》这本书可以说是给了我一个非常好的起点。它没有像一些专业书籍那样,上来就抛出大量晦涩难懂的公式和理论,而是以一种非常平缓的节奏,引导读者进入力学的世界。我尤其喜欢书中在讲解“静力学”部分时,对于“力的平衡”的详细论述。作者通过分析各种简单机械,比如杠杆、滑轮等,来阐述力在不同方向上的相互抵消,从而达到平衡状态。这种直观的讲解方式,让我对“合力为零”的物理意义有了更深刻的理解。书中还深入浅出地介绍了“力矩”的概念,并用生活中的例子,比如用扳手拧螺丝,来解释力矩的大小和方向如何影响物体的转动。我感觉通过学习这本书,我不仅掌握了理论知识,更重要的是培养了一种分析和解决问题的能力,能够将抽象的物理概念与实际生活联系起来。

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