振動(dòng)主動(dòng)控制及應(yīng)用

2013年10月，該書入選第四屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)圖書出版工程科學(xué)技術(shù)類圖書。

作　者：張春良等 著 叢 書 名：

出 版 社：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社等

ISBN：9787560331546

出版時(shí)間：2011-02-01

版　次：1

頁　數(shù)：212

裝　幀：平裝

開　本：16開

所屬分類：圖書 > 教材教輔 > 大學(xué)教材

《振動(dòng)主動(dòng)控制及應(yīng)用》共12章。第1章介紹振動(dòng)主動(dòng)控制的基本概念、國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和應(yīng)用情況；第2章分析振動(dòng)系統(tǒng)建模問題，并以微制造平臺(tái)主動(dòng)隔振系統(tǒng)的建模為例進(jìn)行了系統(tǒng)深入的分析；第3章分析傳感器與致動(dòng)器的優(yōu)化配置問題，并對(duì)復(fù)雜激勵(lì)環(huán)境和致動(dòng)器不同安裝方式下隔振系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性以及主動(dòng)控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化等問題進(jìn)行了深入的探討；第4章分析超磁致伸縮致動(dòng)器的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析；第5章分析多種控制方法在振動(dòng)主動(dòng)控制中的應(yīng)用與振動(dòng)控制效果；第6章對(duì)自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行了分析和改進(jìn)，提出了一種應(yīng)用于振動(dòng)主動(dòng)控制的模糊廣義預(yù)測(cè)控制方法；第7章構(gòu)建了以工業(yè)PC機(jī)為核心的振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)有關(guān)理論和控制算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和效果分析；第8至第12章對(duì)鏜削系統(tǒng)切削穩(wěn)定性與顫振控制方法、磁流變液在鏜削振動(dòng)控制中的應(yīng)用與磁流變自抑振智能鏜桿系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的分析和討論。

《振動(dòng)主動(dòng)控制及應(yīng)用》內(nèi)容豐富，深入淺出，圖文并茂，既有理論又有應(yīng)用。有關(guān)研究成果可廣闊應(yīng)用于精密制造、精密測(cè)量、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域中的振動(dòng)主動(dòng)控制與精密隔振?！墩駝?dòng)主動(dòng)控制及應(yīng)用》既可作為高等院校有關(guān)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生、研究生和教師的參考書，也可供在該領(lǐng)域從事研究和實(shí)踐的工程技術(shù)人員參考。

第1章 緒論

1.1 振動(dòng)主動(dòng)控制概述

1.2 振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展

1.3 精密隔振技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

第2章 振動(dòng)系統(tǒng)建模

2.1 振動(dòng)系統(tǒng)建模概述

2.1.1 振動(dòng)系統(tǒng)建模的基本概念

2.1.2 描述振動(dòng)系統(tǒng)的方法

2.2 振動(dòng)系統(tǒng)建模

2.2.1 單自由度振動(dòng)系統(tǒng)

2.2.2 多自由度振動(dòng)系統(tǒng)

2.2.3 彈性體系統(tǒng)

2.2.4 非線性系統(tǒng)

2.3 微制造平臺(tái)主動(dòng)隔振系統(tǒng)

2.3.1 微制造平臺(tái)隔振系統(tǒng)仿生原理設(shè)計(jì)

2.3.2 微制造平臺(tái)主動(dòng)隔振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.3 微制造平臺(tái)主動(dòng)隔振系統(tǒng)振動(dòng)模型及其動(dòng)力學(xué)方程

2.4 空氣彈簧及其振動(dòng)模型

2.5 實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析

第3章 振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析

3.1 致動(dòng)器與傳感器的優(yōu)化配置

3.1.1 致動(dòng)器的優(yōu)化配置

3.1.2 傳感器的優(yōu)化配置

3.2 雙層隔振系統(tǒng)致動(dòng)器安裝方式合理性分析

3.2.1 致動(dòng)器僅作用于隔振對(duì)象時(shí)的動(dòng)力學(xué)分析

3.2.2 致動(dòng)器安裝于中間質(zhì)量與基礎(chǔ)之間時(shí)的動(dòng)力學(xué)分析

3.2.3 致動(dòng)器安裝于隔振對(duì)象與中間質(zhì)量之間時(shí)的動(dòng)力學(xué)分析

3.3 精密隔振系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞率

3.3.1 單個(gè)干擾作用下的振動(dòng)傳遞率

3.3.2 復(fù)雜激勵(lì)環(huán)境下的振動(dòng)傳遞率

3.4 基于遺傳算法的主動(dòng)控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化

3.4.1 主動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化模型

3.4.2 基于遺傳算法的主動(dòng)控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化

3.4.3 主動(dòng)控制系統(tǒng)反饋參數(shù)優(yōu)化結(jié)果

第4章 超磁致伸縮致動(dòng)器

4.1 超磁致伸縮材料

4.2 超磁致伸縮致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)與磁路設(shè)計(jì)

4.3 超磁致伸縮致動(dòng)器電磁特性的有限元分析

4.3.1 平面電磁場(chǎng)邊值問題的有限元法

4.3.2 超磁致伸縮致動(dòng)器的磁場(chǎng)有限元分析

4.4 超磁致伸縮致動(dòng)器的工作特性

4.4.1 超磁致伸縮致動(dòng)器的靜態(tài)特性

4.4.2 超磁致伸縮致動(dòng)器的動(dòng)態(tài)特性

4.5 超磁致伸縮致動(dòng)器的非線性模型與分析

第5章 振動(dòng)主動(dòng)控制算法的比較

5.1 PID控制

5.1.1 數(shù)字PID控制

5.1.2 微制造平臺(tái)振動(dòng)的PID控制仿真

5.2 LQG控制

5.2.1 LQG控制模型

5.2.2 微制造平臺(tái)振動(dòng)的LQG控制仿真

5.3 H□控制

5.3.1 H□控制理論

5.3.2 H□控制器的設(shè)計(jì)

5.3.3 微制造平臺(tái)振動(dòng)的H□控制仿真

5.4 模糊控制

5.4.1 模糊控制的基本概念

5.4.2 模糊控制器設(shè)計(jì)

5.4.3 微制造平臺(tái)振動(dòng)的模糊控制仿真

5.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

5.5.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制模型

5.5.2 微制造平臺(tái)振動(dòng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制仿真

5.6 控制算法的比較

第6章 振動(dòng)的模糊廣義預(yù)測(cè)控制

6.1 廣義預(yù)測(cè)控制理論

6.2 改進(jìn)的自適應(yīng)加權(quán)廣義預(yù)測(cè)控制

6.2.1 改進(jìn)的加權(quán)廣義預(yù)測(cè)控制

6.2.2 自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制直接算法

6.3 模糊廣義預(yù)測(cè)控制

6.3.1 模糊廣義預(yù)測(cè)控制模型

6.3.2 加權(quán)系數(shù)調(diào)節(jié)器

6.4 振動(dòng)的模糊廣義預(yù)測(cè)控制律的設(shè)計(jì)

6.4.1 振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的離散化

6.4.2 振動(dòng)系統(tǒng)模糊廣義預(yù)測(cè)控制律的設(shè)計(jì)

6.5 振動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

6.5.1 一步預(yù)測(cè)控制的穩(wěn)定性分析

6.5.2 改進(jìn)型加權(quán)廣義預(yù)測(cè)控制的穩(wěn)定性分析

6.6 微制造平臺(tái)振動(dòng)的模糊廣義預(yù)測(cè)控制仿真

6.6.1 模糊廣義預(yù)測(cè)控制仿真與性能分析

6.6.2 微制造平臺(tái)振動(dòng)的模糊廣義預(yù)測(cè)控制仿真

第7章 微制造平臺(tái)振動(dòng)主動(dòng)控制

7.1 微制造平臺(tái)振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)

7.2 微制造平臺(tái)振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

7.2.1 操作系統(tǒng)與編程語言

7.2.2 振動(dòng)主動(dòng)控制軟件的結(jié)構(gòu)組成

7.3 微制造平臺(tái)振動(dòng)控制效果

7.3.1 正弦激勵(lì)振動(dòng)控制

7.3.2 隨機(jī)干擾振動(dòng)控制

第8章 鏜削系統(tǒng)的切削穩(wěn)定性及其顫振控制方法

8.1 鏜削系統(tǒng)的切削穩(wěn)定性分析

8.2 基于主軸變速方法的切削顫振控制機(jī)理

8.2.1 主軸變速對(duì)切削穩(wěn)定性的影響

8.2.2 主軸變速對(duì)切削過程中顫振頻率的影響

8.2.3 主軸變速方法對(duì)切削顫振的控制機(jī)理

8.3 結(jié)構(gòu)剛度變化對(duì)鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

8.3.1 結(jié)構(gòu)剛度變化對(duì)鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的復(fù)平面表示

8.3.2 從穩(wěn)定性極限圖上看結(jié)構(gòu)剛度變化對(duì)鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

8.3.3 結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)變化對(duì)切削顫振控制機(jī)理的研究

第9章 磁流變自抑振智能鏜桿的工作機(jī)理及其設(shè)計(jì)優(yōu)化

9.1 磁流變技術(shù)

9.2 磁流變自抑振智能鏜桿的研制

9.3 磁流變液抑振單元的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

9.3.1 磁流變液抑振單元的材料選擇

9.3.2 磁流變液抑振單元的磁路系統(tǒng)建模

9.3.3 磁流變液抑振單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化

9.3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的仿真分析

第10章 磁流變自抑振智能鏜桿的動(dòng)力學(xué)模型

10.1 智能鏜桿中磁流變液材料的動(dòng)力學(xué)特性與本構(gòu)模型

10.1.1 磁流變液材料的動(dòng)態(tài)特性區(qū)劃分

10.1.2 磁流變液材料動(dòng)力學(xué)特性分析

10.1.3 基于Maxwell與Kelvin模型的磁流變液材料本構(gòu)模型

10.1.4 磁流變液材料的動(dòng)態(tài)本構(gòu)特性分析

10.2 基于Euler-Bellaoulli梁模型的智能鏜桿動(dòng)力學(xué)特性分析

10.2.1 智能鏜桿屈服前區(qū)的動(dòng)力學(xué)特性分析

10.2.2 智能鏜桿屈服后區(qū)的動(dòng)力學(xué)特性分析

10.2.3 智能鏜桿屈服時(shí)的臨界條件

10.2.4 智能鏜桿動(dòng)力學(xué)特性仿真

10.3 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動(dòng)力學(xué)模型

10.3.1 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動(dòng)力學(xué)建模

10.3.2 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動(dòng)力學(xué)模型相關(guān)參數(shù)識(shí)別

10.3.3 基于Bouc-Wen模型的智能鏜桿動(dòng)力學(xué)特性仿真

第11章 磁流變自抑振智能鏜桿的控制策略

11.1 智能鏜桿切削顫振控制的非線性隨機(jī)最優(yōu)控制策略

11.1.1 智能鏜桿切削顫振控制的非線性隨機(jī)最優(yōu)控制律

11.1.2 受控智能鏜桿系統(tǒng)的響應(yīng)與性能準(zhǔn)則

11.1.3 智能鏜桿切削顫振控制的非線性隨機(jī)最優(yōu)控制策略的數(shù)值模擬

11.2 智能鏜桿顫振抑制的變剛度控制策略

11.2.1 從能量角度分析變剛度控制策略對(duì)鏜削系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

11.2.2 變剛度控制策略的固有頻率改變量參數(shù)的優(yōu)選

11.2.3 變剛度控制策略的固有頻率變化波形和頻率參數(shù)的優(yōu)選

第12章 磁流變自抑振智能鏜桿的切削顫振控制實(shí)驗(yàn)

12.1 磁流變自抑振智能鏜桿切削顫振控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

12.1.1 智能鏜桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件配置

12.1.2 智能鏜桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

12.2 基于非線性隨機(jī)最優(yōu)控制策略的顫振實(shí)驗(yàn)

12.2.1 加控制前后切削振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域和頻域特性分析

12.2.2 非線性隨機(jī)最優(yōu)控制策略對(duì)顫振預(yù)防的作用

12.2.3 非線性隨機(jī)最優(yōu)控制策略的控制效果與效率

12.3 基于變剛度控制策略的顫振實(shí)驗(yàn)

12.3.1 變剛度控制策略的顫振抑制效果實(shí)驗(yàn)

12.3.2 控制信號(hào)幅值大小與變化波形優(yōu)選實(shí)驗(yàn)

12.3.3 控制信號(hào)變化頻率優(yōu)選實(shí)驗(yàn)

參考文獻(xiàn)

張春良，男，1964年生，湖南衡陽人。1984年和1987年分別獲西安交通大學(xué)機(jī)械制造專業(yè)學(xué)士學(xué)位和碩士學(xué)位，2004年獲浙江大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)博士學(xué)位。2005年至2006年在澳大利亞悉尼大學(xué)從事科學(xué)研究工作。現(xiàn)任南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院院長(zhǎng)、教授、博士研究生導(dǎo)師、現(xiàn)代制造工程與激光技術(shù)研究所所長(zhǎng)。湖南省新世紀(jì)121人才工程第一層次人選，湖南省普通高等學(xué)校學(xué)科帶頭人，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化分會(huì)委員，全國(guó)高校制造及自動(dòng)化研究會(huì)理事，《中國(guó)機(jī)械工程》雜志社董事，《南華大學(xué)學(xué)報(bào)》（自然科學(xué)版）編委，湖南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事，全國(guó)高等學(xué)校教學(xué)研究會(huì)機(jī)械專業(yè)委員會(huì)委員，湖南省高等學(xué)校專業(yè)評(píng)審委員會(huì)委員等。主要從事制造過程自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)、激光加工技術(shù)、振動(dòng)與噪聲控制、故障診斷等方面的科研和教學(xué)工作。先后完成國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目、湖南省自然科學(xué)基金以及中澳合作項(xiàng)目等科研項(xiàng)目30多項(xiàng)、國(guó)家和省級(jí)教研課題7項(xiàng)。獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，部級(jí)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)教育科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。在國(guó)際國(guó)內(nèi)刊物和學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文80多篇，其中被SCI、EI、ISTP三大檢索系統(tǒng)收錄30多篇。2007年被授予全國(guó)模范教師稱號(hào)。2100433B