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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Moudgalya, Kannan

出品人:

页数:568

译者:

出版时间:2007-9

价格:579.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780470031445

丛书系列:

图书标签:

控制系统
数字控制
自动控制
嵌入式系统
控制理论
MATLAB
Simulink
算法
工程
电气工程

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具体描述

Digital control systems are becoming increasingly prevalent and important within industry. In recent years significant progress has been made in their analysis and design – particularly within the areas of microprocessors and digital signal processors. The traditional approach to teaching digital control assumes an understanding of analog control theory; Digital Control, however, teaches the fundamentals of the topics, assuming no prior knowledge of control engineering. Organised into five sections, it discusses modelling, signal processing and identification of plants from measurements, as well as the transfer function approach to, and state space techniques for, control design. Teaches the fundamentals of digital control, enabling the student to exploit the complete potential of digital systems. Presents a number of control techniques including proportional-integral-derivative (PID), pole placement, internal model, minimum variance, model predictive and linear quadratic Gaussian control and their extensions. Provides an extensive introduction to digital signal processing, an essential component to the understanding and implementation of digital controllers; and to the identification of plant models, an important topic in this information era. Includes examples, problems and solutions as well as accompanying MatLAB code. Digital Control offers an advanced and self-contained textbook to senior undergraduates and postgraduates in chemical, electrical and mechanical engineering and computer science. It will also appeal to practicing systems engineers who need to learn digital control.

《流体力学基础与应用》内容提要《流体力学基础与应用》是一部全面、深入探讨经典与现代流体力学原理及其工程应用的权威著作。本书旨在为读者构建扎实的理论框架，并提供解决实际工程问题的实用工具。全书结构严谨，逻辑清晰，从流体力学的基本概念和控制方程出发，逐步深入到复杂的流动现象、边界层理论、湍流模型以及现代计算流体力学（CFD）方法。第一部分：流体力学的基石本书伊始，即从流体力学的基本假设和物质属性入手，详细阐述了流体的本构关系，包括牛顿流体与非牛顿流体的特性。第1章绪论与流体基本概念：明确了流体力学的范畴、发展历程及其在航空航天、能源、环境工程等领域的关键作用。重点介绍了流体的微观结构、密度、粘度、表面张力等宏观性质，并引入了流体的分类（可压缩与不可压缩、粘性与无粘性）。第2章流体静力学：深入分析了流体在静止状态下的受力平衡。内容涵盖静压力的分布规律、帕斯卡定律、流体作用在平面和曲面上的总静压力计算，以及浮力、稳度和潜水器等实际应用。特别强调了流体静力学在水利工程和海洋工程中的基础性地位。第3章流体运动学：侧重于描述流体的运动状态，而不涉及作用于流体的力。详细解释了物质导数（随体导数）的概念，并对比了拉格朗日和欧拉描述方法。讨论了流线、迹线和涡流线，并引入了流场中的速度梯度张量，为后续的动量方程推导奠定基础。第4章流体动力学控制方程：这是全书的核心基础。详细推导了质量守恒方程（连续性方程）和动量守恒方程（纳维-斯托克斯方程），并讨论了不同坐标系下的表达形式。此外，还推导了能量守恒方程，适用于可压缩流动和热力学效应显著的场合。第二部分：经典分析方法与理论在掌握了控制方程后，本书引导读者学习如何通过简化和解析方法求解特定流动问题。第5章无粘性流体流动：研究理想流体（忽略粘性）的运动规律。详细讲解了欧拉方程及其积分形式——伯努利方程，并探讨了伯努利方程在管道流动、翼型升力估算中的应用局限与修正。此外，还引入了势流理论，讨论了二维平面流的复势函数法，包括源、汇、偶极子和均匀流的叠加。第6章粘性流体基础：深入探讨粘性对流体运动的影响。重点分析了牛顿流体中的剪切应力与速率关系。讨论了圆管中的层流（Poiseuille流）和圆柱绕流的精确解，为理解边界层现象做铺垫。第7章边界层理论：边界层是流体力学中最具实际意义的现象之一。本章详细阐述了边界层的概念、形成原因及其对外部流场的影响。推导了普朗特边界层方程，并利用普ранд特-卡门积分方程（薄边界层近似）求解了平板上等温流动的摩擦阻力。还涉及了边界层分离现象及其控制策略。第8章相似性、量纲分析与模型：讲解了如何利用物理定律的内在结构进行简化和预测。深入阐述了 Buckingham $pi$ 定理，推导了重要的无量纲参数，如雷诺数（Re）、弗劳德数（Fr）、马赫数（Ma）等，并详细讨论了物理相似性和动态相似性的要求，这对于风洞实验和模型测试至关重要。第三部分：复杂流动现象与高级主题本部分转向更具挑战性的实际问题，涵盖了高速流动和湍流的复杂性。第9章压缩性流体流动：针对马赫数大于0.3的流动问题。详细分析了等熵流动、冒口（Choking）现象以及管道中的绝热摩擦损失。重点阐述了斜激波和正激波的结构、强度计算，以及拉伐尔喷管的设计原理，这对航空发动机和火箭推进系统设计至关重要。第10章湍流理论基础：湍流是工程中最普遍但最难精确描述的流动状态。本章介绍了湍流流动的统计特性，如脉动速度、雷诺应力等。详细讨论了雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）的引入。重点介绍了一维湍流模型，包括零方程、单方程（如 Spalart-Allmaras）和两方程模型（如 $k-epsilon$ 和 $k-omega$ 模型）的物理意义和适用范围。第11章内部流与外部流：分别针对管道、通道内的内部流动和绕物体外部的流动进行案例分析。内部流部分聚焦于管道中的水头损失、局部阻力计算以及非圆管道流动。外部流部分则结合了边界层理论，分析了机翼和钝体周围的升阻力特性，引入了绕流分离和尾流的概念。第12章微尺度流动与非牛顿流：探讨了在小尺度或特定介质中出现的特殊流动现象。分析了气体动力学效应（Knudsen数的影响）以及非牛顿流体（如剪切变稀、剪切增稠流体）的本构方程和应用，如泥浆和高分子溶液的流动。第四部分：计算流体力学导论本书的最后一部分介绍了现代流体力学求解的核心工具——计算流体力学（CFD）。第13章 CFD基本原理：简要概述了CFD的流程，包括前处理（网格划分）、求解器和后处理。重点介绍了偏微分方程的离散化方法，包括有限差分法（FDM）、有限体积法（FVM）的原理。第14章求解算法与收敛性：探讨了如何处理耦合的N-S方程组的求解策略。详细介绍了压力-速度耦合算法，如SIMPLE、PISO族算法的迭代过程。讨论了网格质量对计算结果稳定性和精度的影响，并强调了物理模型选择的重要性。适用对象本书适合作为高等院校机械工程、航空航天工程、土木工程、化学工程、环境工程等相关专业本科生高年级或研究生的教材，也可作为从事流体力学相关研究和工程设计的专业技术人员的参考手册。本书的编写风格强调概念的清晰阐释和数学推导的严谨性，同时配有丰富的工程实例和习题，以促进理论与实践的紧密结合。