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机电系统动力学控制理论——U-K动力学理论的拓展与应用


作者:
赵韩 甄圣超 孙浩
定价:
109.00 元
版面字数:
310千字
开本:
16开
装帧形式:
精装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2020年
ISBN:
978-7-04-053826-7
物料号:
53826-00
出版时间:
2020-08-07
读者对象:
学术著作
一级分类:
自然科学
二级分类:
机械工程
三级分类:
机械设计及理论

本书根据复杂机电系统工程的实际需要,从系统动力学和控制的基础理论到控制系统的开发,提出了提升控制系统精度的整体解决方案,形成了能够实用的动力学控制理论、方法以及应用技术。

本书共分为九章,内容既有新的动力学和控制方面的基础理论,又包括新的控制技术,同时还有独立开发的实用软件以及一些机电系统的实际解决方案。本书价值在于:拓展了多体系统建模的新思路,提高了多体系统动力学建模精度;构建了基于动力学模型的控制理论体系,提高了系统控制精度;提出了不确定性描述新方式,构建了模糊动力学系统。本书将基础理论、新理论的证明、新方法的建立、数值仿真、实验验证等有层次地组织起来,并配合图、表将基于U-K动力学方程的动力学控制理论及其应用方法系统、清晰地呈现给广大读者。

本书可供机电工程、机器人、电力电子、自动控制等领域的科研和工程技术人员学习和阅读,也可作为相关专业的本、硕、博和教师的教学参考书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 分析力学理论基础
        • 1.1 向量矩阵表示法
          • 1.1.1 质点及质点系运动的描述
            • 1.1.2 向量矩阵表示法
              • 1.1.3 举例
              • 1.2 向量矩阵基本运算
                • 1.2.1 向量空间
                  • 1.2.2 矩阵的类型
                    • 1.2.3 矩阵的基本性质
                    • 1.3 矩阵的广义逆
                      • 1.3.1 Moore –Penrose 广义逆
                        • 1.3.2 Moore –Penrose 逆的计算
                          • 1.3.3 其他类型的广义逆
                          • 1.4 约束的本质
                            • 1.4.1 约束分类与定义
                              • 1.4.2 约束和运动方程的建立
                                • 1.4.3 约束运动的分析力学描述
                              • 第2章 模糊控制理论基础
                                • 2.1 模糊理论发展简介
                                  • 2.2 由经典集合到模糊集合
                                    • 2.3 模糊集合基本概念
                                      • 2.4 模糊集合基本运算
                                        • 2.5 模糊集合其他运算
                                          • 2.5.1 模糊补
                                            • 2.5.2 模糊并
                                              • 2.5.3 模糊交—— t – 范数
                                                • 2.5.4 平均算子
                                              • 第3章 拉格朗日方程
                                                • 3.1 虚位移
                                                  • 3.2 拉格朗日方程
                                                    • 3.3 拉格朗日乘子
                                                      • 3.4 广义坐标下的约束
                                                        • 3.4.1 广义坐标下的完整约束
                                                          • 3.4.2 广义坐标下的非完整约束
                                                          • 3.5 拉格朗日动力学模型
                                                          • 第4章 Udwadia – Kalaba 方程
                                                            • 4.1 U–K 方程产生背景
                                                              • 4.2 高斯定理
                                                                • 4.3 U–K 基本方程
                                                                  • 4.4 约束力求解
                                                                    • 4.5 U–K 方程的扩展
                                                                      • 4.5.1 非理想约束
                                                                        • 4.5.2 质量矩阵奇异
                                                                        • 4.6 典型应用分析
                                                                          • 4.6.1 U 型链系统
                                                                            • 4.6.2 车辆横向速度与偏航运动控制
                                                                            • 4.7 U–K 方程三步法
                                                                            • 第5章 基于U–K 方程的鲁棒控制
                                                                              • 5.1 鲁棒控制
                                                                                • 5.1.1 鲁棒控制简介
                                                                                  • 5.1.2 稳定鲁棒性和性能鲁棒性
                                                                                  • 5.2 非线性系统实用稳定性理论
                                                                                    • 5.2.1 Lyapunov 方法简介
                                                                                      • 5.2.2 Lyapunov 稳定性定义
                                                                                        • 5.2.3 Lyapunov 第二法
                                                                                        • 5.3 基于U–K 方程的名义控制
                                                                                          • 5.3.1 受约束机械系统的描述
                                                                                            • 5.3.2 名义控制
                                                                                            • 5.4 基于U–K 方程的鲁棒控制器设计
                                                                                              • 5.4.1 鲁棒控制器设计
                                                                                                • 5.4.2 系统稳定性分析
                                                                                                • 5.5 基于U–K 方程的鲁棒控制器典型应用—— 二自由度机械臂
                                                                                                • 第6章 基于U–K 方程的自适应鲁棒控制
                                                                                                  • 6.1 自适应鲁棒控制
                                                                                                    • 6.1.1 自适应控制简介
                                                                                                      • 6.1.2 自适应鲁棒控制简介
                                                                                                      • 6.2 基于U–K 方程的增益型自适应鲁棒控制设计
                                                                                                        • 6.2.1 增益型自适应鲁棒控制器设计
                                                                                                          • 6.2.2 系统稳定性分析
                                                                                                          • 6.3 基于U–K 方程的泄漏型自适应鲁棒控制设计
                                                                                                            • 6.3.1 泄漏型自适应鲁棒控制器设计
                                                                                                              • 6.3.2 系统稳定性分析
                                                                                                              • 6.4 典型应用分析—— 三自由度机械臂
                                                                                                                • 6.4.1 基于U–K 方程的增益型自适应鲁棒控制
                                                                                                                  • 6.4.2 基于U–K 方程的泄漏型自适应鲁棒控制
                                                                                                                • 第7章 基于U–K 方程的模糊动力学系统控制及优化
                                                                                                                  • 7.1 基于U–K 方程的模糊动力学系统控制器设计
                                                                                                                    • 7.1.1 基于U–K 方程的模糊机械系统
                                                                                                                      • 7.1.2 模糊机械系统特性
                                                                                                                        • 7.1.3 伺服约束跟随控制器设计
                                                                                                                        • 7.2 基于U–K 方程的模糊系统稳定性证明
                                                                                                                          • 7.3 基于U–K 方程的模糊系统控制增益约束优化
                                                                                                                            • 7.4 典型应用分析—— 二自由度汽车悬架二阶系统
                                                                                                                            • 第8章 基于cSPACE 系统平台的算法实现
                                                                                                                              • 8.1 快速控制原型与硬件在环简介
                                                                                                                                • 8.1.1 快速控制原型
                                                                                                                                  • 8.1.2 硬件在环
                                                                                                                                  • 8.2 cSPACE 系统硬件平台
                                                                                                                                    • 8.3 cSPACE 系统软件平台
                                                                                                                                      • 8.3.1 cSPACE 工具箱
                                                                                                                                        • 8.3.2 cSPACE 上位机控制软件
                                                                                                                                          • 8.3.3 cSPACE 上位机软件与Simulink 的配置
                                                                                                                                          • 8.4 基于MATLAB/Simulink 的模型搭建与仿真
                                                                                                                                            • 8.5 自动代码生成
                                                                                                                                              • 8.6 上位机控制与数据读取
                                                                                                                                                • 8.6.1 上位机控制
                                                                                                                                                  • 8.6.2 数据读取
                                                                                                                                                • 第9章 典型控制案例
                                                                                                                                                  • 9.1 直线电机的实时控制实验
                                                                                                                                                    • 9.1.1 直线电机平台介绍
                                                                                                                                                      • 9.1.2 直线电机动力学模型
                                                                                                                                                        • 9.1.3 直线电机控制律设计
                                                                                                                                                          • 9.1.4 直线电机控制仿真
                                                                                                                                                            • 9.1.5 直线电机控制实验
                                                                                                                                                            • 9.2 永磁同步电机的实时控制实验
                                                                                                                                                              • 9.2.1 永磁同步电机平台介绍
                                                                                                                                                                • 9.2.2 永磁同步电机动力学模型
                                                                                                                                                                  • 9.2.3 永磁同步电机控制律设计
                                                                                                                                                                    • 9.2.4 永磁同步电机控制仿真
                                                                                                                                                                      • 9.2.5 永磁同步电机控制实验
                                                                                                                                                                      • 9.3 机器人关节模组的实时控制实验
                                                                                                                                                                        • 9.3.1 机器人关节模组平台介绍
                                                                                                                                                                          • 9.3.2 机器人关节模组动力学模型
                                                                                                                                                                            • 9.3.3 机器人关节模组控制律设计
                                                                                                                                                                              • 9.3.4 机器人关节模组控制仿真
                                                                                                                                                                                • 9.3.5 机器人关节模组控制实验
                                                                                                                                                                                • 9.4 SCARA 机器人的实时控制实验
                                                                                                                                                                                  • 9.4.1 SCARA 机器人平台
                                                                                                                                                                                    • 9.4.2 SCARA 机器人动力学模型
                                                                                                                                                                                      • 9.4.3 SCARA 机器人控制仿真
                                                                                                                                                                                        • 9.4.4 SCARA 机器人控制实验
                                                                                                                                                                                      • 参考文献
                                                                                                                                                                                        • 索引

                                                                                                                                                                                        相关图书