Dynamics and control of structures: a modal approach

روبات‌ها، سازه‌های هوافضا، دستگاه‌های لرزه‌گیر فعال ساختمان‌های بلند و سرکوب فعال صدا نمونه‌هایی از کاربرد دینامیک سازه و روش‌های کنترل هستند. این کتاب به دینامیک سازه و مشکلات کنترلی می پردازد که مهندسان مکانیک، عمران و کنترل با آن مواجه می شوند. بسیاری از مشکلات ارائه شده در این کتاب از کاربردهای اخیر در صنعت هوافضا سرچشمه گرفته اند و با استفاده از رویکرد ارائه شده در اینجا حل شده اند. تجزیه و تحلیل دینامیک و طراحی کنترل کننده برای سازه های انعطاف پذیر به دلیل اندازه بزرگ مدل های سازه، و به دلیل اینکه آزمایش و کنترل سازه انعطاف پذیر معمولاً به ابزار دقیق (حسگرها و محرک ها) نیاز دارد، به رویکرد خاصی نیاز دارد. اما توسعه سریع فناوری‌های جدید و افزایش قدرت رایانه‌ها امکان فرمول‌بندی و حل مسائل مهندسی را فراهم می‌آورد که در سال‌های نه چندان دور غیرقابل دسترس به نظر می‌رسیدند. رویکرد مودال در این کتاب انتخاب شده است. این یک سنت طولانی در مهندسی سازه دارد (به عنوان مثال، [84]، [87]، و [26] را ببینید) و همچنین در تجزیه و تحلیل سیستم کنترل، به عنوان مثال، [93] استفاده می شود. سودمندی آن، به طور کامل آزمایش شده است، نیازی به توجیه گسترده ندارد. هم تست ساختاری و هم تجزیه و تحلیل، به دلیل فشرده بودن، سادگی و تفسیر فیزیکی صریح، به نمایش مودال اولویت می دهند. همچنین، بسیاری از خواص ساختاری مفید تنها در مختصات مدال به درستی در معرض دید قرار می گیرند. در این کتاب رویکرد مودال که توسط مهندسان سازه ترجیح داده می‌شود، به مهندسی کنترل تعمیم داده شده است، نتایج تحلیلی جدیدی ارائه می‌دهد و شکاف بین تحلیل سازه و کنترل را کاهش می‌دهد.

Robots, aerospace structures, active earthquake-damping devices of tall buildings, and active sound suppression are examples of the application of structural dynamics and control methods. This book addresses the structural dynamics and control problems encountered by mechanical, civil, and control engineers. Many problems presented in this book originated in recent applications in the aerospace industry, and have been solved using the approach presented here. Dynamics analysis and controller design for flexible structures require a special approach due to the large size of structural models, and because flexible structure testing and control typically requires massive instrumentation (sensors and actuators). But the rapid development of new technologies and the increased power of computers allows for the formulation and solution of engineering problems that seemed to be unapproachable not so very long ago. The modal approach was chosen in this book. It has a long tradition in structural engineering (see, e.g., [84], [87], and [26]) and is also used in control system analysis, e.g., [93]. Its usefulness, thoroughly tested, does not need extensive justification. Both structural testing and analysis give priority to the modal representation, due to its compactness, simplicity, and explicit physical interpretation. Also, many useful structural properties are properly exposed only in modal coordinates. In this book the modal approach, preferred by structural engineers, is extended into control engineering, giving new analytical results, and narrowing the gap between structural and control analysis.