声振模态分析与控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 为什么要研究振动和声学 1

1.2 为什么要研究模态分析 1

1.3 为什么要研究控制 3

第2章 振动力学 4

2.1 单自由度系统 4

2.1.1 为什么会产生振动 4

2.1.2 阻尼的作用 6

2.1.3 强迫振动 8

2.1.4 频率响应函数 12

2.2 多自由度系统 15

2.2.1 两自由度系统 15

2.2.2 固有振动频率及固有模态 17

2.2.3 固有模态的正交性 18

2.2.4 模态坐标 20

2.2.5 比例黏性阻尼系统 21

2.2.6 一般黏性阻尼系统 24

2.2.7 频率响应函数 25

参考文献 30

第3章 声学 31

3.1 引言 31

3.2 声学基础 32

3.2.1 声波 32

3.2.2 声波的波动方程式 32

3.2.3 声源 33

3.3 声音的传播 33

3.3.1 声功率及声强 33

3.3.2 辐射阻抗 34

3.3.3 声音强弱的评价 35

3.3.4 声功率级及指向性增益 36

3.3.5 声阻抗 37

3.3.6 声波的衰减（吸收） 37

3.3.7 声波的反射、透射 38

3.3.8 声波的折射、衍射 38

3.3.9 气柱振动——声管及射声器 39

3.4 声测量 40

3.4.1 声压的测量 40

3.4.2 声级计 41

3.4.3 声强的测量 42

3.4.4 声功率的测量 43

3.4.5 频率分析仪器 43

3.5 隔声理论与设计 45

3.5.1 穿透墙壁损耗 45

3.5.2 单层墙壁的隔声相关的质量定律 46

3.5.3 双层墙壁的隔声 49

3.6 吸声理论与设计 50

3.6.1 吸声机构原理 50

3.6.2 吸声系数 54

3.7 听觉与声音 56

3.7.1 耳朵的构造及功能 56

3.7.2 发声机构 57

参考文献 58

第4章 模态特性识别 59

4.1 引言 59

4.2 模态特性识别法的分类 59

4.2.1 识别法的分类 59

4.2.2 频率响应函数的公式化 61

4.2.3 单位脉冲响应函数的公式化 63

4.3 单自由度法 64

4.3.1 伯德图的使用方法 64

4.3.2 圆曲线拟合 65

4.4 多自由度法 68

4.4.1 微分迭代法 68

4.4.2 线性直接法 72

4.4.3 正交多项式法 72

4.4.4 普罗尼法 75

4.5 多点参照法 78

4.5.1 多点参照法理论 78

4.5.2 多点偏分法 81

4.5.3 直接参数识别法 85

参考文献 88

附录 最小平方法 88

第5章 声振耦合分析 90

5.1 引言 90

5.2 构造-声场耦合系统的数理表现 91

5.2.1 麦克尼尔等的方法 92

5.2.2 萩原等的方法 93

5.3 耦合系统中模态重合法的表现 95

5.3.1 模态位移法 95

5.3.2 模态加速度法 96

5.3.3 Hansteen等的方法 97

5.3.4 马-萩原的模态重合法 99

5.3.5 误差分析 101

5.4 耦合系统中的直接频率响应分析及其灵敏度分析 105

5.4.1 以往的直接频率响应分析 105

5.4.2 直接频率响应分析的迭代法 106

5.4.3 直接频率响应的灵敏度 107

5.4.4 运用特征模态进行计算 109

5.4.5 应用举例 111

5.5 耦合系统的特征值与固有模态灵敏度分析 112

5.5.1 福克斯等的模态法 113

5.5.2 纳尔逊法 114

5.5.3 B.P.Wang的改善模态法 115

5.5.4 马萩原的模态法 115

5.5.5 误差分析 117

5.5.6 应用举例 120

5.6 耦合系统的模态频率响应灵敏度分析 129

5.6.1 特征对的灵敏度方法 129

5.6.2 频率响应公式的直接微分法 132

5.6.3 声压水平积分及声压水平灵敏度积分的公式化 134

5.6.4 应用举例 135

5.7 耦合系统的部分构造合成法 138

5.7.1 部分构造合成法的公式 138

5.7.2 数值分析举例 140

5.8 小结 143

参考文献 143

第6章 振动控制 145

6.1 引言 145

6.2 振动控制的背景和设计概念 145

6.3 构造系统的模型化 146

6.3.1 状态方程式的表达 147

6.3.2 机械系统的状态方程式 147

6.3.3 模型的低量级化 149

6.3.4 通过系统识别进行实验的模型化 150

6.4 系统构造 150

6.4.1 可控制性 151

6.4.2 可观测性 152

6.4.3 振动模态及可控、可观测性 153

6.5 最优控制 156

6.5.1 最优调节器 157

6.5.2 H∞控制 160

6.5.3 其他方法 167

6.6 振动控制系统的设计举例 168

6.6.1 基于最优调节器的振动控制 168

6.6.2 H∞理论的振动控制 171

参考文献 174

第7章 声控制 176

7.1 引言 176

7.2 主动声控制的概念 176

7.2.1 声波干扰 177

7.2.2 对象频率范围 177

7.2.3 前馈控制与适应控制 178

7.3 数字信号处理 179

7.3.1 数字滤波器 179

7.3.2 FIR滤波器 181

7.3.3 FIR滤波器的特征 183

7.4 自适应运算法则 184

7.4.1 自适应FIR滤波器 185

7.4.2 最优梯度法 185

7.4.3 LMS运算法则 187

7.4.4 已筛选X LMS运算法则 188

7.4.5 LMS运算法则的模拟 191

7.5 实际应用中的问题 195

7.5.1 因果性 195

7.5.2 相干性 196

7.5.3 振鸣 197

7.5.4 滤波器长和采样间隔 197

参考文献 197

附录 主动声控制中的最优滤波器 198