具体描述
《高等院校电气工程系列教材•电机学》主要论述电机学原理，包括绪论和五篇内容。第1-5篇分别对变压器、直流电机、异步电机、同步电机，以及特种电机等的基本结构、工作原理、运行性能和工作特性进行了详细的分析。
《高等院校电气工程系列教材•电机学》编排合理、结构新颖。书中删去了大量各种电机的内部结构以及各种电磁现象细节的描述，内容精简。
机械动力学与控制系统设计 图书简介 本书深入探讨了机械系统的动力学行为及其在现代控制系统设计中的应用。全书结构严谨，内容涵盖基础理论、分析方法与工程实践，旨在为读者构建一个全面而深入的机械动力学与控制系统理论框架。 第一部分：机械系统动力学基础 本部分聚焦于建立和分析复杂机械系统的数学模型。 第一章：刚体动力学基础 首先回顾牛顿-欧拉定律在刚体运动分析中的应用。详细阐述了物体的平动与转动方程，引入了动量、角动量及其变化率的概念。重点分析了约束对系统动力学的影响，包括理想约束和非理想约束（如摩擦力）。本章特别关注欧拉角和四元数在描述三维空间刚体姿态时的优缺点及相互转换方法，为后续的非线性动力学建模打下基础。随后，引入拉格朗日方程和哈密顿原理，展示如何利用能量方法建立复杂系统的微分方程，这为处理具有大量自由度和复杂约束的系统提供了强大的工具。 第二章：振动理论与模态分析 本章系统介绍机械系统的振动特性。从单自由度系统（SDoF）的自由振动和受迫振动开始，逐步扩展到多自由度系统（MDoF）。详细推导了系统的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的形成过程。深入讨论了特征值问题，即如何求解系统的固有频率和振型。对于阻尼系统，重点分析了比例阻尼、非比例阻尼的特性及其对系统响应的影响。引入了模态分析的概念，解释了如何通过模态坐标解耦复杂系统的运动方程。本章还涵盖了振动传递率、频率响应函数（FRF）的测量与解释，以及非线性振动（如间隙、摩擦引起的非线性）的基本现象和近似分析方法。 第三章：连续体动力学与场方程 本部分将动力学分析从集中参数模型扩展到分布参数系统。着重研究梁、杆、膜等弹性体的振动问题。基于欧拉-伯努利梁理论和铁木辛柯梁理论，推导出描述弹性体振动的偏微分方程。采用分离变量法求解齐次和非齐次边值问题，确定连续体的固有频率和振型函数。讨论了韦伯-费斯（Rayleigh-Ritz）法和有限元方法（FEM）在求解复杂结构模态分析中的应用，强调了单元选择和网格划分对结果精度和计算效率的影响。 第二部分：控制理论与系统辨识 本部分将动力学模型转化为可被控制的数学形式，并探讨如何利用实验数据修正模型。 第四章：线性系统理论与时域分析 本章建立在线性时不变（LTI）系统的基础上。回顾了状态空间表示法在描述多输入多输出（MIMO）系统中的优势，详细推导了从微分方程到状态空间模型的转换过程。重点分析了系统的可控性和可观测性，这是设计状态反馈控制器的先决条件。深入探讨了时域响应分析，包括单位脉冲响应、阶跃响应的计算，以及李雅普诺夫稳定性判据在线性系统中的应用。 第五章：频域分析与经典控制 本章侧重于利用频率域工具分析系统性能。引入传递函数（Transfer Function）的概念，并详细介绍伯德图（Bode Plot）、奈奎斯特图（Nyquist Plot）的绘制与稳定性判据。讨论了根轨迹法，用于分析控制器参数变化对系统闭环极点位置和瞬态响应的影响。系统阐述了经典控制器（PID）的原理、参数整定方法（如齐格勒-尼科尔斯法、Ziegler-Nichols Tuning）及其在机械系统（如电机速度控制、位置伺服）中的实际应用和局限性。 第六章：系统辨识与模型修正 由于实际机械系统存在不确定性（模型简化、参数误差、未建模动态），本章强调实验数据在建立精确模型中的作用。介绍了时域辨识方法（如递归最小二乘法 RLS）和频域辨识方法（如基于FRF的参数估计）。详细讨论了数据采集的策略、抗噪处理技术以及模型验证的流程。本章还涉及模态识别技术，如频域分解法（FDD）和随机子空间辨识法（SSI），用于从实验振动数据中提取系统的动力学参数。 第三部分：现代控制与先进应用 本部分着眼于利用先进的控制理论解决复杂的、非线性的机械控制问题。 第七章：现代控制设计 深入探讨极点配置（Pole Placement）和状态反馈控制器的设计，包括状态观测器的设计（如Luenberger观测器）。引入LQR（Linear Quadratic Regulator）控制器的设计原理，强调其在优化性能指标（二次型性能指标）方面的优势。详细讨论了H-无穷控制的基本思想，用于处理具有较大外部扰动和模型不确定性的鲁棒控制问题。 第八章：非线性与自适应控制 针对高精度和高动态要求的机械系统，本章引入非线性控制方法。讲解滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）的设计与抖振现象的抑制。讨论了基于反馈线性化的控制策略，如何通过坐标变换将非线性系统转化为线性系统进行控制。最后，介绍自适应控制的基本原理，包括间接自适应和直接自适应，以应对系统参数随时间变化的场合（如磨损、负载变化）。 第九章：机电耦合系统与先进驱动 本章将动力学与电气驱动相结合，聚焦于实际工程中的复杂系统。分析了永磁同步电机（PMSM）和直流无刷电机（BLDC）的电磁转矩建模及其与机械负载的耦合。深入讨论了力矩控制、速度控制和位置控制的层级结构。重点分析了伺服驱动系统中的非线性摩擦补偿技术（如库仑摩擦、Stribeck效应）以及精确的位置伺服中的干扰抑制方法，如自抗扰控制（ADRC）的应用。 本书配有丰富的实例、图表和仿真结果，旨在使读者不仅掌握理论精髓，更能将所学知识应用于实际的机械设计、测试与控制工程实践中。
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