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動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制

動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制

作者：楊義勇
出版社：清華大學(xué)出版社出版時(shí)間：2021-03-01
開本： 16開 頁數(shù)： 300
中 圖 價(jià):¥55.3(8.5折) 定價(jià)  ¥65.0 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制 版權(quán)信息

  • ISBN：9787302561989
  • 條形碼：9787302561989 ; 978-7-302-56198-9
  • 裝幀：一般膠版紙
  • 冊(cè)數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制 本書特色

本書主要是系統(tǒng)介紹動(dòng)力學(xué)建模方法、數(shù)值解、仿真與主動(dòng)控制的體系化方法。在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的科研和教學(xué)中，急需加強(qiáng)科研人員或?qū)W生對(duì)系統(tǒng)問題的分析能力，激發(fā)原創(chuàng)思想和能力。作為一個(gè)工程創(chuàng)新人才，首先應(yīng)該具備將工程問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的能力。動(dòng)力學(xué)建模、仿真與控制是針對(duì)理工科的重要教學(xué)內(nèi)容。 動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的建模及控制具有十分重大的理論和應(yīng)用價(jià)值。

動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制 內(nèi)容簡(jiǎn)介

全書內(nèi)容可分為四個(gè)部分，列10章。 主要內(nèi)容：多自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、行走式機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、變質(zhì)量系統(tǒng)與航天器動(dòng)力學(xué)建模、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)控制、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)仿真、動(dòng)力學(xué)測(cè)試與信號(hào)處理等。 本書適用于機(jī)械工程、車輛工程、航天器設(shè)計(jì)、地質(zhì)裝備工程、力學(xué)、土木工程、資源與環(huán)境工程等專業(yè)。重點(diǎn)講解多自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模過程、機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程、行走式機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程、變質(zhì)量系統(tǒng)與航天器動(dòng)力學(xué)建模、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)控制、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)仿真、動(dòng)力學(xué)測(cè)試等。

動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制 目錄


目錄


第1章概論


1.1動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)及模型


1.1.1動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)


1.1.2系統(tǒng)模型


1.1.3動(dòng)態(tài)分析、系統(tǒng)辨識(shí)


1.1.4系統(tǒng)的自由度與廣義坐標(biāo)


1.1.5廣義速度、廣義加速度


1.1.6系統(tǒng)的功和能


1.2系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性與簡(jiǎn)化


1.2.1線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)


1.2.2系統(tǒng)的元件簡(jiǎn)化


1.3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究方法與過程


1.3.1動(dòng)力學(xué)方程及解法求解


1.3.2動(dòng)力振動(dòng)模式及描述


1.3.3解決系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題的一般過程


1.3.4動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模及控制的重大意義


思考題


第2章單自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型方程


2.1動(dòng)力學(xué)普遍方程


2.1.1非自由質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)力學(xué)普遍方程及解法


2.1.2動(dòng)力學(xué)普遍方程應(yīng)用舉例


2.2拉格朗日方程


2.2.1完整理想約束系統(tǒng)的拉格朗日方程式


2.2.2拉格朗日方程求解步驟


2.3單自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程


2.3.1單自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)特征


2.3.2單自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的一般形式



2.4單自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)


2.4.1振動(dòng)


2.4.2無阻尼系統(tǒng)的自由振動(dòng)


2.4.3有阻尼系統(tǒng)自由振動(dòng)


2.4.4單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)


2.5不同激勵(lì)下系統(tǒng)響應(yīng)計(jì)算


2.5.1任意周期激勵(lì)時(shí)的響應(yīng)


2.5.2階躍激勵(lì)的響應(yīng)


2.5.3指數(shù)衰減載荷的響應(yīng)


2.5.4用拉普拉斯變換法求響應(yīng)


2.5.5任意激勵(lì)下的響應(yīng)


2.5.6簡(jiǎn)諧激勵(lì)下的響應(yīng)的一般形式


思考題


第3章多自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型


3.1多自由度平面閉鏈系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型


3.1.1平面閉鏈機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)微分方程的一般形式


3.1.2二自由度平面閉鏈機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程


3.2傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程


3.3多自由度平面運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)微分方程


3.3.1圓盤與均質(zhì)桿組成的平面運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方程


3.3.2兩圓環(huán)純滾動(dòng)的平面運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方程


3.3.3圓柱體均質(zhì)桿的平面運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方程


3.4多自由度系統(tǒng)振動(dòng)方程


3.4.1二自由度振動(dòng)系統(tǒng)方程的一般形式


3.4.2多自由度振動(dòng)微分方程的一般形式


3.4.3扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)微分方程


3.5多自由度振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率與主振型


3.5.1固有頻率與主振型的求解過程


3.5.2扭振系統(tǒng)的固有頻率及主振型


3.5.3雙擺系統(tǒng)作微振動(dòng)


3.6起重機(jī)構(gòu)多自由度系統(tǒng)模型方程


3.7多自由度系統(tǒng)振動(dòng)方程的解耦


3.7.1坐標(biāo)耦合與解耦理論


3.7.2主振型的正交性和解耦方法


思考題


第4章機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及控制


4.1概述


4.2機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性分析


4.2.1機(jī)器人的基本組成


4.2.2本體結(jié)構(gòu)與機(jī)械臂特性


4.2.3機(jī)器人的復(fù)合運(yùn)動(dòng)與應(yīng)用舉例


4.3機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程


4.3.1運(yùn)動(dòng)學(xué)分析過程


4.3.2機(jī)械臂正向運(yùn)動(dòng)學(xué)


4.3.3雅可比矩陣


4.4機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程


4.4.1動(dòng)能、勢(shì)能的分析與計(jì)算


4.4.2構(gòu)造拉格朗日函數(shù)


4.4.3建立動(dòng)力學(xué)方程


4.5步行機(jī)與機(jī)械臂系統(tǒng)建模分析


4.5.1步行機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程


4.5.2二桿機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方程及控制力矩求解


4.5.3凱恩方法與機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模


4.6擬人機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模簡(jiǎn)介


4.6.1下肢假肢機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析


4.6.2靈巧手指運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)模型


思考題


第5章行走式機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型


5.1振動(dòng)特性與動(dòng)載荷


5.1.1振動(dòng)特性


5.1.2啟動(dòng)與制動(dòng)


5.1.3動(dòng)載荷分析


5.2行駛系動(dòng)力學(xué)模型


5.2.1整車模型及簡(jiǎn)化過程


5.2.2單輪車輛模型方程及響應(yīng)求解


5.2.3半車模型方程及響應(yīng)分析


5.2.4整車模型的動(dòng)力學(xué)方程


5.3輪式工程機(jī)械振動(dòng)分析


5.3.1無彈性懸掛的二自由度系統(tǒng)的振動(dòng)


5.3.2彈性懸掛的二自由度系統(tǒng)的振動(dòng)


5.4路面譜與系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)


5.4.1路面不平度特性


5.4.2振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算


5.4.3駕駛?cè)藛T受振模型


5.5履帶式車輛動(dòng)力學(xué)模型


5.5.1行駛系動(dòng)力學(xué)模型


5.5.2非線性因素分析


5.6軌道車輛動(dòng)力學(xué)模型


5.6.1輪軌接觸幾何學(xué)參數(shù)


5.6.2車輛的隨機(jī)響應(yīng)計(jì)算


5.6.3縱向振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型


思考題


第6章轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型


6.1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題


6.1.1高速轉(zhuǎn)子的特征


6.1.2轉(zhuǎn)子不平衡與受迫振動(dòng)


6.1.3轉(zhuǎn)子系統(tǒng)建模方法及求解


6.2多圓盤撓性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)


6.2.1動(dòng)態(tài)影響系數(shù)法


6.2.2多圓盤轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)方程


6.2.3多圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡響應(yīng)


6.3傳遞矩陣法


6.3.1傳遞矩陣法的一般步驟


6.3.2臨界轉(zhuǎn)速及振型的求解


6.3.3傳遞矩陣法的改進(jìn)和數(shù)值穩(wěn)定性


6.4復(fù)雜耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的建模


6.4.1子結(jié)構(gòu)劃分及整體傳遞矩陣法


6.4.2轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的傳遞矩陣


6.4.3計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速及振型的編程設(shè)計(jì)步驟


6.5非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模分析


6.5.1非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的重要性


6.5.2非線性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容及方法


6.5.3非線性油膜力模型


6.5.4動(dòng)壓密封力模型


6.5.5轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)問題降維求解


6.6轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的平衡控制


6.6.1轉(zhuǎn)子平衡原理


6.6.2現(xiàn)場(chǎng)平衡與動(dòng)平衡機(jī)


6.6.3振型平衡法


思考題


第7章變質(zhì)量系統(tǒng)與航天器動(dòng)力學(xué)建模


7.1概述


7.2變質(zhì)量剛體的動(dòng)力學(xué)方程


7.3變質(zhì)量構(gòu)件的動(dòng)力學(xué)方程


7.4變質(zhì)量系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模


7.5工程裝備系統(tǒng)中的變質(zhì)量動(dòng)力學(xué)分析


7.5.1等效力與等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量


7.5.2力矩形式的動(dòng)力學(xué)方程


7.5.3往復(fù)式推料機(jī)動(dòng)力學(xué)分析


7.6導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)方程的一般形式


7.6.1質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程


7.6.2關(guān)于坐標(biāo)變換


7.6.3關(guān)于力和力矩


7.6.4在地面坐標(biāo)系及本體坐標(biāo)系的方程形式


7.6.5繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程及求解過程


7.6.6滾轉(zhuǎn)導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭的運(yùn)動(dòng)方程


7.7深空探測(cè)器動(dòng)力學(xué)方程


7.7.1圓型限制性三體問題的運(yùn)動(dòng)微分方程


7.7.2兩質(zhì)點(diǎn)之間距離不變的限制性三體問題


思考題


第8章動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)控制


8.1概述


8.2動(dòng)力吸振器設(shè)計(jì)及建模


8.2.1有阻尼吸振器模型


8.2.2無阻尼動(dòng)力減振器


8.2.3幾種減振方案與模型設(shè)計(jì)


8.3隔振元件特征及其模型


8.3.1彈簧類隔振材料、元件


8.3.2橡膠減振元件


8.3.3液壓懸置結(jié)構(gòu)


8.3.4空氣脈動(dòng)阻尼設(shè)計(jì)


8.4振動(dòng)的主動(dòng)控制


8.4.1反饋控制系統(tǒng)


8.4.2狀態(tài)的可觀測(cè)性、可控性


8.4.3*優(yōu)控制


8.4.4單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)控制


8.4.5主動(dòng)動(dòng)力吸振器


8.4.6主動(dòng)隔振系統(tǒng)


8.5激振源的動(dòng)力控制


8.5.1振源分析


8.5.2振源的判斷與抑制


8.5.3機(jī)器振動(dòng)向周圍傳播的模型分析


8.5.4基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)向機(jī)器振動(dòng)傳遞的模型分析


8.5.5基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性分析


8.5.6振源隔振效果的判斷


8.6非線性振動(dòng)系統(tǒng)解析與周期運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性


8.6.1固有頻率特性


8.6.2非線性振動(dòng)的求解


思考題


第9章動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)仿真


9.1概述


9.2含彈性構(gòu)件運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)值解法


9.2.1齊次方程的解


9.2.2非齊次方程的解


9.3機(jī)械振動(dòng)問題的數(shù)值求解


9.4動(dòng)力學(xué)建模與仿真


9.4.1運(yùn)用軟件建模與求解


9.4.2軟件仿真及后處理


9.4.3動(dòng)態(tài)仿真與工程分析


9.5算法程序與應(yīng)用實(shí)例


9.5.1算法程序


9.5.2多自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)仿真


9.5.3工程機(jī)械動(dòng)力學(xué)仿真分析


思考題


第10章動(dòng)力學(xué)測(cè)試與信號(hào)處理


10.1測(cè)試參數(shù)與特性曲線分析


10.1.1測(cè)試參數(shù)


10.1.2幅頻和相頻曲線


10.2動(dòng)力學(xué)測(cè)試的激勵(lì)


10.2.1激勵(lì)方式


10.2.2激振器


10.3振動(dòng)測(cè)試傳感器


10.3.1壓電式加速度傳感器


10.3.2磁電式速度傳感器


10.3.3電渦流式傳感器


10.3.4測(cè)振傳感器的合理選擇


10.4信號(hào)預(yù)處理與裝置校準(zhǔn)


10.4.1采樣


10.4.2信號(hào)的預(yù)檢與窗函數(shù)


10.4.3信號(hào)發(fā)生與功率放大


10.4.4測(cè)量裝置的校準(zhǔn)


10.5振動(dòng)測(cè)試過程分析


10.5.1電磁激振與頻率響應(yīng)測(cè)試


10.5.2機(jī)械阻抗測(cè)定


10.5.3激振測(cè)量系統(tǒng)


思考題


參考文獻(xiàn)


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動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模仿真與控制 作者簡(jiǎn)介

楊義勇，男，漢族，曾在清華大學(xué)精密儀器與機(jī)械學(xué)系獲得工學(xué)博士學(xué)位，教授，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程學(xué)院副院長(zhǎng)，地質(zhì)裝備工程（A+，屬地質(zhì)資源“雙一流”學(xué)科二級(jí)學(xué)科）負(fù)責(zé)人、機(jī)械學(xué)科負(fù)責(zé)人。 曾主持完成原國(guó)家科委國(guó)j級(jí)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（項(xiàng)目組長(zhǎng)），項(xiàng)目鑒定成果“達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。獲得原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委國(guó)j級(jí)優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng)，省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)（排名第1）。

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