機電系統設計方法、模型及概念：建模、仿真及實現基礎

譯者引言

第1章緒論

1.1機電一體化與機電一體化系統

1.2系統設計

1.3基本實例

1.3.1具有自適應光學的望遠鏡

1.3.2光機電遙感相機

1.4本書內容簡介

本章參考書目

第2章建模基礎

2.1系統工程背景

2.2具有結構化分析的系統建模

2.2.1定義

2.2.2順序原則

2.2.3結構化分析的建模要素

2.2.4產品實例：自動調焦照相機

2.2.5其他建模方法

2.3機電系統建模范式

2.3.1廣義功率與能量

2.3.2基於能量的建模：拉格朗日形式化

2.3.3基於能量的建模：漢密爾頓方程

2.3.4多端口建模：基爾霍夫網絡

2.3.5多端口建模：鍵合圖

2.3.6能量/多端口建模：端口漢密爾頓系統

2.3.7信號耦合網絡

2.3.8模型的因果性

2.3.9機電系統的模塊化建模

2.4微分代數方程組

2.4.1DAE系統簡介

2.4.2DAE指標檢驗

2.4.3DAE指標約簡

2.5混雜系統

2.5.1混雜系統的一般結構

2.5.2混雜現象

2.5.3網絡狀態模型

2.6線性系統模型

2.6.1非線性狀態空間模型的局部線性化

2.6.2非線性DAE系統的局部線性化

2.6.3LTI系統的傳遞函數與頻率響應

2.7頻率響應的實驗確定

2.7.1一般考慮

2.7.2方法

2.7.3通過噪聲激勵的頻率響應測量

本章參考文獻

第3章仿真問題

3.1系統工程背景

3.2數值積分的基礎

3.2.1微分方程的數值積分

3.2.2穩定性的概念

3.2.3數值穩定性

3.3剛性系統

3.4弱阻尼系統

3.5高階線性系統

3.5.1通用的數值積分方法

3.5.2通過狀態轉移矩陣的求解方法

3.5.3仿真解的精度

3.6DAE系統的數值積分

3.6.1顯式積分法

3.6.2隱式積分法

3.6.3指標-2系統的量化

3.6.4具有一致性的初值

3.7混雜現象仿真的實現方法

3.7.1不連續性的處理

3.7.2事件檢測

3.8仿真實例：理想單擺

本章參考書目

第4章功能實現：多體動力學

4.1系統工程背景

4.2多體系統

4.3物理學基礎

4.3.1運動學與動力學

4.3.2剛體

4.3.3自由度與約束

4.4多體系統的時域模型

4.4.1系統設計中的模型層次

4.4.2多體系統運動方程

4.4.3MBS狀態空間模型

4.5固有振盪

4.5.1守恆多體系統的特征值問題

4.5.2特征模態（本征模，Eigenmodes）

4.5.3耗能多體系統

4.6頻域響應特性

4.7測量與驅動位置

4.7.1一般的多質體振盪器

4.7.2多質體振盪器的零點

4.7.3同位測量與驅動

4.7.4非同位測量與驅動

4.7.5反諧振

4.7.6MBS零點遷移

本章參考書目

第5章功能實現：通用機電變送器

5.1系統工程背景

5.2一般的通用變送器模型

5.2.1系統配置

5.2.2建模方法

5.3無負載通用變送器

5.3.1基於能量的模型

5.3.2ELM變送器本構方程

5.3.3ELM二端口模型

5.4負載通用變送器

5.4.1基於能量的模型

5.4.2非線性運動方程

5.4.3平衡點位置：工作點

5.4.4基於信號的變送器線性模型

5.4.5傳遞矩陣

5.4.6關於響應特性的討論

5.5有損變送器

5.5.1變送器的一般特性

5.5.2非線性模型：平衡點位置

5.5.3基於信號的線性模型

5.5.4帶有耗能電阻的二端口本構方程

5.5.5線性動態分析

5.5.6一般的阻抗與導納反饋

5.6機電耦合系數

5.6.1一般意義與特性

5.6.2計算ELM耦合系數的模型

5.6.3關於ELM耦合系數的討論

5.7帶多體負載的變送器

5.7.1頻率響應

5.7.2阻抗反饋與導納反饋

5.8機電諧振器

5.9機電振動發電

5.10自傳感執行器

5.10.1工作原理

5.10.2基於信號的自傳感解決方案

5.10.3模電自傳感解決方案

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