大型挠性结构分散化振动控制 理论与方法 第3版PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1航天器与航天器大型挠性结构 1

1.1.1航天器的分类 1

1.1.2航天器大型挠性结构 4

1.2大型挠性结构的动力学问题 12

1.2.1大型挠性结构的结构特点 12

1.2.2大型挠性结构的动力学问题 13

1.3大型挠性结构的振动控制问题 14

1.3.1结构振动控制的基本概念 14

1.3.2 大型挠性结构振动控制面临的挑战 15

1.3.3大型挠性结构振动控制研究现状 16

1.4分散控制理论及其发展概况 19

1.4.1分散控制理论的基本思想 19

1.4.2分散控制理论的发展概况 20

1.5本书主要内容 21

第二章 结构动力学基本理论 23

2.1结构动力学基本问题 23

2.2结构单元动力学分析 24

2.2.1弦的振动 24

2.2.2杆的纵向振动 27

2.2.3杆的扭转振动 30

2.2.4细长梁的横向振动 31

2.2.5组合结构的振动及振动的组合 39

2.2.6 圆环的振动 46

2.2.7薄膜的振动 51

2.2.8板的横向振动 52

2.3复杂结构的模态综合技术 73

2.3.1部件模态的基本概念 74

2.3.2 无阻尼自由振动系统的综合方法 76

2.3.3自由部件模态 80

2.3.4残余柔度及残余部件模态 86

2.4 多体结构动力学模型 96

2.4.1连接单元模型 96

2.4.2多体模型 100

2.5一般多自由度系统模态分析 113

2.5.1多自由度系统的一般特性 114

2.5.2 多自由度系统的模态 117

2.5.3 固有频率与固有模态的特性 119

第三章 线性控制系统基本理论 125

3.1系统的基本概念 125

3.1.1单变量系统与多变量系统 125

3.1.2 系统输入-输出描述 126

3.1.3线性系统状态空间描述 129

3.2系统的能控性与能观性 134

3.2.1能控性 134

3.2.2 能观性 137

3.2.3对偶性 140

3.2.4状态空间的标准分解 140

3.3系统的稳定性 142

3.3.1稳定性概念 142

3.3.2 稳定性判据 144

3.4线性反馈控制率设计 150

3.4.1状态反馈和输出反馈 150

3.4.2系统状态空间描述的能控规范形和能观规范形 155

3.4.3单变量系统极点配置 159

3.4.4 多变量系统极点配置 166

第四章 大系统分散控制原理 169

4.1分散控制的概念与方法 169

4.2分散稳定理论 172

4.2.1固定多项式和固定模式 172

4.2.2用动态补偿的稳定化 176

4.2.3用局部状态反馈的稳定化 179

4.2.4用多级控制的稳定化 187

4.3系统分散次最优控制设计 192

4.3.1无约束极小化的最优分散控制 192

4.3.2 用顺序最优化的分散控制 195

4.3.3大系统的状态估计 196

第五章 结构振动分散控制系统 204

5.1基于物理坐标的振动控制系统 204

5.2基于模态坐标的振动控制系统 205

5.3具有动态补偿的结构振动分散控制子系统 207

5.4局部状态反馈的振动分散控制子系统 210

5.5多级分散振动控制子系统 211

第六章 振动系统分散控制理论 216

6.1振动系统的可控性理论 216

6.2 具有动态补偿的分散化振动控制理论 223

6.2.1基于结构模态参数的控制理论 223

6.2.2基于结构物理参数的控制理论 229

6.3具有局部状态反馈的分散化振动控制理论 232

6.3.1局部反馈定理 232

6.3.2振动控制定理 237

6.4结构振动系统的多级分散控制理论 239

6.4.1全局反馈与系统解耦 239

6.4.2 局部反馈控制律设计 241

6.5结构振动系统分散最优控制方法 242

6.5.1振动系统的最优控制 242

6.5.2振动系统的次最优控制 245

第七章 挠性结构振动系统分散控制数值分析与实验研究 247

7.1极点配置算法 247

7.1.1单输入系统状态反馈极点配置算法 247

7.1.2多输入系统状态反馈极点配置法 249

7.1.3单输入情况下结构的振动集中控制 250

7.1.4多输入情况下结构的振动控制 255

7.1.5结论 257

7.2 分散控制方法的应用 258

7.2.1基于模态参数的动态补偿分散控制 258

7.2.2基于结构物理参数的动态补偿分散控制 263

7.2.3局部状态反馈分散控制 273

7.3卫星太阳能帆板振动控制系统的建模与仿真 277

7.4大型运载火箭振动控制系统的建模与仿真 292

7.5空间站大型外伸结构振动控制系统的建模与仿真 301

7.5.1研究模型 301

7.5.2 多级分散控制 303

7.5.3帆板振动的多级分散化应变控制 305

7.6 局部状态反馈分散振动控制实验 318

7.6.1实验系统设计 318

7.6.2 动力学特性分析 319

7.6.3控制系统设计 322

7.6.4实验结果与分析 326

第八章 结构振动分散输出反馈控制理论 329

8.1分散保代价静态输出反馈控制理论 329

8.1.1分散保代价静态输出反馈控制 329

8.1.2分散保代价静态输出反馈控制器设计 330

8.2结构振动分散H∞动态输出反馈控制 333

8.2.1 H∞控制基本理论 333

8.2.2分散H∞动态输出反馈控制 335

8.2.3分散H∞控制器迭代设计 337

8.2.4分散H∞控制器直接设计 339

8.3结构振动分散鲁棒H∞动态输出反馈控制 342

8.3.1结构振动系统的参数不确定性 342

8.3.2分散鲁棒H∞动态输出反馈控制 343

8.3.3分散鲁棒H∞控制器迭代设计 344

8.4分散化混合灵敏度H∞鲁棒控制器设计 347

8.4.1混合灵敏度H∞鲁棒振动控制理论 347

8.4.2 分散化混合灵敏度H∞鲁棒振动控制理论 349

第九章 分散输出反馈振动控制仿真与实验 352

9.1智能结构分散化振动控制系统模型 352

9.1.1研究对象 352

9.1.2分散输出反馈振动控制系统 352

9.2分散保代价静态输出反馈控制仿真与实验 355

9.2.1智能悬臂板结构分散控制数值仿真 355

9.2.2智能悬臂板结构分散振动控制实验 358

9.3分散H∞动态输出反馈振动控制仿真 369

9.3.1初位移扰动下的控制性能 370

9.3.2随机干扰下的控制性能 371

9.4分散鲁棒H∞动态输出反馈振动控制仿真 373

9.4.1标称系统的控制性能 374

9.4.2 参数不确定系统的控制性能 375

9.5太阳能帆板智能结构分散控制仿真与实验 378

9.5.1分散控制仿真分析 378

9.5.2 多板连接智能结构分散振动控制实验 382

9.5.3 1：1太阳能帆板智能结构分散振动控制实验 391

第十章 大型结构分散化模糊振动控制 396

10.1模糊控制的基本概念 396

10.1.1模糊集合 396

10.1.2隶属度函数 397

10.1.3模糊规则库 398

10.1.4模糊推理 398

10.1.5 解模糊 399

10.2分散化模糊控制系统设计 400

10.2.1自适应模糊控制器设计 401

10.2.2独立模态空间的分散自适应模糊控制系统设计 403

10.3大型桁架结构分散模糊振动控制 406

10.3.1空间智能桁架结构动力学模型 406

10.3.2智能桁架作动器与传感器配置优化 407

10.3.3空间智能桁架分散模糊振动控制仿真 412

10.3.4智能桁架分散模糊振动控制实验 416

10.4桁架支撑式太阳翼分散模糊振动控制仿真 419

10.4.1研究对象 419

10.4.2太阳翼智能结构闭环控制系统优化 421

10.4.3自律分散模糊控制策略 428

10.4.4太阳翼智能结构自律分散模糊控制仿真 432

参考文献 435

索引 443