機電耦聯係統分析動力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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聶偉榮，席占穩 著

圖書標籤:

• 機電耦閤
• 動力學
• 振動
• 控製
• 係統分析
• 建模
• 仿真
• 機械工程
• 電氣工程
• 多學科

齣版社： 北京航空航天大學齣版社

ISBN：9787512415782

版次：1

商品編碼：11559270

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-09-01

用紙：膠版紙

頁數：325

內容簡介

　　機電係統分析動力學是機電耦聯係統最有效和最基本的建模與分析理論基礎之一。本書主要從演繹分析的角度給齣機電耦聯係統的分析和應用方法，歸納總結並用統一的觀點和方法研究機電係統的力學、電學行為，建立力學問題與電路、電磁場問題相結閤的模型方法，研究機電耦聯的相互作用規律，並應用於工程問題的分析與解決。
　　《機電耦聯係統分析動力學》內容包括五個部分。一、分析動力學原理與方法；二、電動力學原理與方法；三、機電耦聯係統分析動力學；四、微機電係統動力學；五、機電係統動力學模型的應用。
　　《機電耦聯係統分析動力學》可作為高等院校相關專業本科生、研究生的教材，也可供從事微機電係統的設計與工藝製作等方麵工作的科研人員參考。

前言/序言

　　機械係統、電磁係統和機電耦聯係統是工程領域應用最多的係統，它們所涉及的機械、電學以及交叉學科的基礎理論、演繹分析方法仍然是學科發展和深入研究的基礎，也是當今機電工程技術人員必須具備的基礎知識。

　　機電耦聯係統的動力學問題是較為復雜的係統工程問題，它涉及機械、電磁、力學、微電子、材料等多學科及學科交叉的基礎理論。現代科技的發展，使得機械學與電子學的結閤越來越緊密，微小型化和光機電趨勢越來越明顯，如各種電機、機電換能器、機電驅動與傳動、機器人係統等都是典型的機電能量轉換係統。設計和製造性能優良的機電一體化係統，掌握和深入研究機電耦聯係統的動態行為，進行機電耦聯係統非綫性動力學分析及機電耦聯係統的振動穩定性問題研究等，必然要求本科生和研究生具備一定的多學科交叉理論與分析基礎。

　　本教材的編寫結閤瞭多年來對機械學科的本科生、研究生教學的切身體會，以及從事微機電係統的設計與工藝製作等多方麵的科研工作經驗，一方麵注重學科知識基礎，另一方麵注重理論分析方法與應用，因此本教材的主要特色錶現在以下幾點。

　　1. 注重係統性

　　全書內容包括五個部分： 一、 分析動力學原理與方法；二、 電動力學原理與方法；三、 機電耦聯係統分析動力學；四、 微機電係統動力學；五、 機電係統動力學模型的應用。第一、第二部分重點介紹分析動力學與電動力學的基本概念、理論和數學演繹錶達方法。第三部分重點強調電磁場的力學分析並建立機電耦聯係統基於能量的統一分析方法，且將理論與實踐相結閤，係統地給齣傳感器、測試儀、電機等機電耦聯係統的動力學原理，給齣典型機電係統的動力學建模與應用案例。第四部分擴展宏觀機電動力學內容到微機電係統，介紹瞭微納尺度下的微機電係統的力和特殊效應。第五部分分彆針對一般機電耦聯係統和微機電係統進行動力學模型分析與應用案例介紹。教材內容整體包含瞭現代機電係統分析設計的全部基本原理和方法，便於學習人員全麵瞭解相關學科內容並參考應用。

　　2. 注重詳實性和應用性

　　每一部分內容按基礎、模型、分析、求解、應用的思路展開，盡量用通俗易懂的語言描述基本原理，並結閤應用分析過程進行簡化推導，重在思想、原理和應用要點的闡述，使各部分內容清晰易懂且全麵係統，便於在工程研究中選擇學習和應用。

　　3. 注重學習實用性

　　各部分內容之後都附有思考題與習題，便於學生在學習教材內容後拓展思考和應用。

　　全書由聶偉榮副教授統籌，席占穩研究員負責編寫第一部分，第二、三、四、五部分由聶偉榮副教授負責編寫，王新傑講師負責校對全書。同時在本書編寫過程中，博士生曹雲、黃劉，研究生溫京亞、餘平新、徐安達都做瞭書稿整理工作，在此錶示感謝。本書的完成還得到瞭機械工程學院很多教師的意見和建議，在這裏錶示衷心的感謝。

　　由於編者知識水平有限，書中若有疏漏和錯誤之處，懇請專傢學者和讀者指正。

　　作者

　　2014年6月

　　於南京理工大學機械工程學院

《機電耦閤係統動力學分析》 本書旨在深入探討機電耦閤係統的動力學行為，揭示其內在聯係與相互影響。我們將從基礎理論入手，逐步深入到復雜係統的建模、分析與控製，為讀者提供一套係統而完整的機電耦閤係統動力學研究框架。 第一部分：基礎理論與建模 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎，為後續深入分析做好鋪墊。 緒論： 介紹機電耦閤係統的概念、重要性及其在現代工程中的廣泛應用。我們將探討何謂“機電耦閤”，即機械係統與電氣係統之間的相互作用如何影響整體係統的性能。同時，也會簡要梳理機電耦閤係統動力學研究的發展曆程和麵臨的挑戰。 機械係統動力學基礎： 迴顧經典力學中的基本概念，包括質點、剛體運動學與動力學，牛頓第二定律、達朗貝爾原理等。重點介紹多自由度機械係統的建模方法，如拉格朗日方程、哈密頓方程等。我們將詳細闡述如何建立機械係統的數學模型，包括慣性、阻尼、彈性等參數的確定，以及運動方程的推導。 電氣係統動力學基礎： 介紹電工學中的基本元件（電阻、電感、電容）及其在動態係統中的錶現。深入講解電路的基本分析方法，如基爾霍夫定律、節點電壓法、網孔電流法等。在此基礎上，我們將重點討論電動機、發電機、傳感器等典型電氣部件的動態特性，包括其電壓-電流關係、轉矩-電流關係以及動態響應等。 耦閤機理分析： 這一章節將是本書的核心之一。我們將深入剖析不同類型機電耦閤的物理機製。例如，電磁力是如何驅動機械運動的，機械運動又如何改變電磁場的分布，進而影響電氣係統的狀態。我們將詳細介紹正反嚮電磁轉換的原理，以及能量轉換過程中産生的耦閤效應。通過具體的實例，如永磁同步電機、直流有刷電機等，來闡釋這些耦閤機理。 係統集成建模： 基於前述基礎，本部分將指導讀者如何將機械和電氣係統的模型進行有效集成，構建完整的機電耦閤係統數學模型。我們將介紹多種集成建模技術，包括直接組閤法、能量守恒法、端口建模法等。重點在於如何準確地錶示係統之間的能量和信號傳遞，以及如何處理模型中的非綫性特性。 第二部分：動力學分析與仿真 本部分將帶領讀者運用所建立的模型，對機電耦閤係統的動態行為進行深入的分析和預測。 運動方程的求解與分析： 介紹求解機電耦閤係統運動方程的常用方法，包括解析解（僅適用於綫性、簡單係統）和數值解法（如歐拉法、龍格-庫塔法等）。我們將詳細分析不同數值解法的優缺點及其適用範圍。在此基礎上，對係統的運動方程進行定性分析，如穩定性和穩定性區域的判斷。 頻域分析： 探討係統的頻率響應特性，包括幅頻特性和相頻特性。我們將介紹如何利用傅裏葉變換、拉普拉斯變換等工具對係統進行頻域分析，從而揭示係統對不同頻率輸入的響應規律。這對於理解係統的抗乾擾能力、共振特性以及濾波特性至關重要。 時域分析與仿真： 側重於通過數值仿真來觀察和分析係統在不同初始條件和輸入信號下的瞬態響應和穩態響應。我們將詳細介紹如何利用MATLAB/Simulink、ANSYS等仿真軟件構建機電耦閤係統仿真模型，並進行各種工況下的仿真實驗。仿真結果的解讀和驗證也是本章的重點。 非綫性動力學分析： 許多實際的機電耦閤係統存在顯著的非綫性特性，如飽和效應、間隙、摩擦等。本章將介紹非綫性動力學分析的基本概念和方法，包括相平麵分析、分岔理論、混沌現象等。我們將討論非綫性特性對係統穩定性和性能的影響，以及如何進行非綫性係統的建模和仿真。 參數靈敏度分析： 探討係統中各參數變化對係統整體動力學行為的影響。通過參數靈敏度分析，可以識彆齣對係統性能起關鍵作用的參數，為係統優化設計和故障診斷提供指導。 第三部分：控製與優化 在本部分，我們將聚焦於如何通過控製策略來改善機電耦閤係統的性能，並對其進行優化設計。 經典控製理論在機電耦閤係統中的應用： 迴顧PID控製、阻抗控製等經典控製方法。我們將詳細介紹如何根據係統的動力學模型設計相應的控製器，並分析其在改善係統響應速度、抑製振蕩、提高精度等方麵的作用。 現代控製理論的應用： 引入狀態空間法、最優控製、魯棒控製、自適應控製等現代控製理論。重點在於如何利用係統的狀態信息進行反饋控製，以實現更優的性能指標。我們將討論如何處理係統的多變量、強耦閤等復雜情況。 模型預測控製（MPC）： 介紹模型預測控製的基本原理，包括滾動優化和模型應用。我們將詳細闡述MPC如何利用係統的動力學模型對未來一段時間內的係統行為進行預測，並在此基礎上生成最優的控製序列，以應對係統約束和外部擾動。 係統辨識與參數估計： 當係統的精確模型難以獲得時，本章將介紹如何利用實驗數據來辨識係統的動力學模型和估計關鍵參數。我們將介紹多種係統辨識方法，如最小二乘法、最大似然法等，並討論其在實際應用中的注意事項。 優化設計方法： 結閤動力學分析和控製策略，本章將介紹機電耦閤係統的優化設計方法。我們將探討如何確定係統的最優結構參數、控製器參數，以滿足特定的性能要求，如提高效率、降低能耗、減小尺寸等。 第四部分：應用案例與前沿展望 本部分將通過具體的工程應用案例，鞏固所學知識，並展望機電耦閤係統動力學研究的未來發展方嚮。 典型機電耦閤係統案例分析： 選取機器人手臂、電動汽車動力總成、飛行器飛控係統、伺服係統等典型機電耦閤係統，詳細分析其動力學特性、耦閤機理以及控製策略。通過這些實例，讀者可以更直觀地理解理論知識的應用。 現代仿真與實驗技術： 介紹現代化的仿真軟件和實驗設備在機電耦閤係統動力學分析中的作用。包括高級仿真工具、實時仿真平颱、硬件在環仿真（HIL）等。 前沿研究方嚮： 展望機電耦閤係統動力學研究的未來發展方嚮，如智能控製、機器學習在動力學建模與控製中的應用、多物理場耦閤分析、微納機電係統（MEMS）的動力學等。 本書內容由淺入深，理論聯係實際，旨在為從事機電耦閤係統設計、分析、控製和研究的工程師、研究人員和高等院校學生提供一本實用且有價值的參考書籍。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解機電耦閤係統的復雜性，掌握分析和解決相關問題的能力，並為未來的技術創新奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在機器人技術領域深耕多年的工程師，我一直在尋找能夠更深入理解和優化機器人係統動力學行為的理論工具。書名《機電耦閤係統分析動力學》精確地抓住瞭我目前研究的痛點。我非常希望這本書能夠提供一套詳實的理論體係，用於分析各種機器人關節、傳動機構以及末端執行器之間的機電耦閤關係。我期望書中能夠深入講解如何建立包含電機、減速器、連杆、傳感器等關鍵部件的完整動力學模型，並詳細闡述在不同運動模式下，這些部件之間的能量傳遞和信息交互是如何影響整體係統性能的。此外，對於“動力學分析”部分，我熱切期望本書能夠提供先進的分析方法，例如如何利用先進的控製理論來抑製機器人運行中的振動、提高定位精度，以及如何對機器人在復雜環境中（如非結構化地形）的動力學行為進行預測和評估。我希望這本書能幫助我突破當前在機器人動力學分析方麵的瓶頸，為開發更智能、更高效的機器人應用提供強大的理論支撐。

評分☆☆☆☆☆

我對於材料科學與工程領域，特彆是涉及到智能材料和自適應結構的研究有著持續的關注。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》勾起瞭我對一類新興交叉領域的興趣。我希望這本書能夠探討在智能材料（如壓電陶瓷、形狀記憶閤金）與機械結構耦閤的係統中，如何進行動力學分析。我期待書中能夠提供關於如何建立這些智能材料驅動的機械係統的數學模型，並深入分析其獨特的非綫性動力學特性。例如，如何描述材料的電緻伸縮效應或熱緻形變如何影響結構的響應，以及反之，結構受力如何影響材料的電學或熱學性質。我希望書中能夠提供分析這些係統動態行為的方法，包括其固有頻率、阻尼、以及在外部激勵下的響應模式，並探討如何利用這些動力學特性來實現主動控製和自適應功能。這本書的齣現，無疑為我拓展在智能材料驅動的自適應結構設計與分析方麵提供瞭全新的視角和理論指導。

評分☆☆☆☆☆

長期以來，我一直對如何精確描述和預測復雜機械係統與電子控製係統之間相互作用的動態過程感到著迷。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》正是我一直在尋找的。我非常期待這本書能夠提供一套全麵而嚴謹的理論框架，用於分析那些集成瞭機械、電子、液壓、氣動等多種能量域的復雜係統。我希望書中能夠深入探討不同能量域之間的耦閤機製，例如電磁力矩如何驅動機械運動，機械負載如何影響電機的電特性，以及傳感器信號如何反饋控製係統。此外，對於“動力學分析”這部分，我期望能夠看到對這些耦閤係統在不同激勵下的動態響應的詳細闡述，包括係統的穩定性、魯振動特性、頻率域分析以及時域響應特性。我希望本書能夠提供有效的建模技術，如多體動力學、有限元分析與電路仿真的結閤，並介紹相關的分析工具和軟件應用。這本書將為我深入理解和設計高性能、高可靠性的機電一體化産品提供至關重要的理論指導和實踐經驗。

評分☆☆☆☆☆

我對工業自動化和智能製造領域有著強烈的求知欲，特彆是那些涉及到精密運動控製和高精度定位的設備。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》立刻引起瞭我的共鳴。我希望這本書能夠深入探討如數控機床、自動化生産綫上的機器人、以及精密儀器中的驅動和控製係統等典型的機電耦閤應用。我期望書中能夠提供詳細的建模技術，將電機的電磁特性、機械傳動係統的剛度和阻尼、以及傳感器反饋的精度等因素納入動力學模型中，從而準確地描述係統的整體行為。對於“動力學分析”部分，我非常期待能夠學習如何分析這些係統在高速、高精度運動過程中的動態響應，包括如何抑製共振、減少誤差、提高響應速度和穩定性。我希望這本書能夠提供實用的工程方法和案例，幫助我理解並解決在實際工業應用中遇到的各種機電耦閤相關的動力學難題，從而提升自動化設備的性能和可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我對自動化與控製領域有著長期的興趣，尤其是那些涉及復雜動力學行為的係統。書名《機電耦閤係統分析動力學》立刻吸引瞭我的目光，因為它直接觸及瞭我研究中最感興趣的兩個核心方麵——機電係統的耦閤特性以及對其動力學的深入分析。我期待這本書能提供對各種典型機電耦閤係統，如伺服電機驅動的機械臂、液壓伺服係統、磁懸浮列車等，進行詳盡的動力學建模和分析。我希望能從中學習到如何準確地描述這些係統中的能量轉換、信號傳遞以及相互製約關係，並且掌握如何建立數學模型來錶徵其動態響應。此外，對於“分析動力學”這一部分，我期望本書能夠深入探討諸如係統的穩定性、振動特性、頻率響應以及瞬態行為等關鍵動力學問題，並提供有效的分析工具和方法，例如拉格朗日方程、哈密頓方程、傳遞函數法、狀態空間法等。我希望通過閱讀這本書，能夠大大提升我對復雜機電係統動力學行為的理解能力，並為設計和優化控製係統提供堅實的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初入機電一體化領域的學生，我對於如何將抽象的物理原理與實際的工程應用相結閤感到有些迷茫。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》恰好點燃瞭我學習的熱情。我非常希望這本書能夠以一種循序漸進、由淺入深的方式，清晰地闡述機電耦閤係統的基本概念、建模方法以及動力學分析的核心內容。我尤其希望書中能夠包含大量生動形象的實例，通過對具體機電係統的案例分析，讓我能夠直觀地理解理論知識的應用，例如如何將電機的運動方程與機械結構的受力分析相結閤，如何處理傳感器反饋信號對執行器控製的影響。我渴望在這本書中找到一套完整的研究方法論，學習如何從物理現象齣發，提煉齣關鍵的動力學模型，並利用這些模型對係統的穩態和動態特性進行深入分析。我希望書中不僅能講解理論，還能提供一些實踐指導，比如如何選擇閤適的仿真軟件，如何對仿真結果進行解讀和驗證。這本書對我來說，將是連接理論與實踐的橋梁，是我踏入機電一體化世界的啓濛之書。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在醫療器械領域工作的研發工程師，我始終關注著那些能夠提升醫療設備性能和安全性的關鍵技術。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》恰好是我在工作中常常需要麵對的核心問題。我希望這本書能夠深入講解醫療器械中常見的機電耦閤係統，例如手術機器人、精密注射泵、影像設備中的精密運動平颱等。我期待書中能夠提供一套係統性的建模方法，能夠準確地描述這些係統中，電機、傳動裝置、傳感器以及生物組織等不同部件之間的相互作用，並考慮其在人體內的復雜環境下的動力學行為。此外，對於“動力學分析”部分，我非常期望能夠學習如何分析這些係統的精度、穩定性和安全性，如何在高精度操作中抑製振動，如何應對意外乾擾，以及如何通過模型預測和規避潛在的風險。我希望這本書能夠為我提供強大的理論工具和分析思路，幫助我設計齣更安全、更有效、更智能的醫療器械。

評分☆☆☆☆☆

長期以來，我一直對航空航天領域中各種復雜係統的設計與控製充滿好奇，特彆是那些涉及精密機構和復雜動力學行為的係統。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》正是觸及瞭我最感興趣的領域。我希望這本書能夠深入闡述飛機上的各種機電耦閤係統，例如飛控作動器、起落架收放係統、以及航空發動機的控製係統等。我期待書中能夠提供詳細的動力學建模方法，能夠準確地描述這些係統中，電機、液壓係統、機械結構以及傳感器之間的復雜相互作用，並考慮外界環境因素（如氣動載荷、振動等）的影響。此外，對於“動力學分析”部分，我期望能夠學習如何分析這些係統在高動態、高可靠性要求的復雜工況下的響應特性，包括係統的穩定性、魯棒性、以及故障診斷與容錯控製的策略。我希望通過閱讀這本書，能夠更深入地理解航空航天工程中機電耦閤係統的工作原理，為相關領域的研究和設計提供寶貴的理論參考。

評分☆☆☆☆☆

我對車輛工程領域，尤其是新能源汽車和智能網聯汽車的動力學特性有著濃厚的興趣。這本書的書名《機電耦閤係統分析動力學》恰恰契閤瞭我希望深入瞭解的方麵。我期待這本書能夠詳細解析車輛中的各種機電耦閤係統，例如電動汽車的驅動電機與傳動係統、製動係統與ABS/ESP的協同控製、綫控轉嚮係統的動態響應，以及ADAS（高級駕駛輔助係統）中的傳感器與執行器之間的交互。我希望書中能夠提供一套係統性的建模方法，能夠準確地描述這些復雜係統中，電機、電池、控製器、車輛動力學以及道路環境之間的相互影響。此外，對於“動力學分析”這部分，我期望能夠深入瞭解這些係統在不同工況下的穩定性、響應速度、能量利用效率以及安全性能。我希望通過閱讀這本書，能夠更好地理解車輛在各種動態場景下的行為，並為未來的智能汽車設計提供更堅實的理論基礎和技術指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名就足以吸引我這樣一位對機械與電子交叉領域充滿好奇的研究者。光是“機電耦閤”這四個字，就瞬間勾起瞭我對各種復雜係統背後隱藏的能量傳遞、信號交互以及協同工作機製的探索欲望。《機電耦閤係統分析動力學》——這個書名簡直像一個神秘的寶藏入口，預示著將要揭示那些看似獨立卻又緊密相連的機電世界的運作奧秘。我期待著它能帶領我深入到各種實際應用場景中，比如精密機械臂的運動控製，智能交通係統的車輛協同，甚至是航空航天領域中復雜飛行器的姿態調整。我希望能在這本書中找到對這些係統動力學特性進行全麵解析的理論框架和分析方法，瞭解它們在不同工況下的響應規律，以及如何通過精確的建模和仿真來預測其行為。更重要的是，我希望這本書能夠提供一套係統性的分析工具和解決問題的思路，讓我能夠獨立地對新的機電耦閤係統進行動力學評估，並設計齣更優化的控製策略。這本書的齣現，無疑為我解決在科研和工程實踐中遇到的諸多挑戰提供瞭寶貴的理論支撐和方法指導。

評分☆☆☆☆☆

這是一本有參考價值的書。

評分☆☆☆☆☆

不錯^_^^_^^_^^_^^_^^_^^_^^_^^_^^_^^_^

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評分☆☆☆☆☆

偏電子電路，實驗較少

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評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

書有些舊，不過送貨速度確實驚人

評分☆☆☆☆☆

書有些舊，不過送貨速度確實驚人

評分☆☆☆☆☆

偏電子電路，實驗較少