Physical Fundamentals of Oscillations

این کتاب احتمالاً فشرده‌ترین، ساده‌ترین و قابل درک‌ترین ابزار را معرفی می‌کند که می‌تواند وسیع‌ترین مجموعه پدیده‌ها را در نوسانات متغیر زمانی و غیرخطی توصیف، توضیح، پیش‌بینی و طراحی کند. پدیده های توصیف شده شامل رزونانس های پارامتریک، رزونانس های ترکیبی، ناپایداری نوسانات اجباری، همگام سازی، نوسان پارامترهای توزیع شده و مسطح، کنترل نوسانات پارامتریک، استحکام نوسانات و بسیاری موارد دیگر است. اگرچه قلمرو نوسانات غیرخطی بسیار زیاد است، اما این کتاب برای درک حداکثری بر مفهوم حداقل دانش تکیه دارد. این ابزار منحصر به فرد، روش ایستایی سازی، یا تقریب یک فرکانس تحلیل مسئله رزونانس پارامتریک در سیستم های دینامیکی متغیر زمانی خطی است. این کتاب نشان می‌دهد که چگونه می‌تواند پایداری حرکت تناوبی را در سیستم‌های دینامیکی غیرخطی ثابت توضیح دهد، و ارتباط بین ضرایب ایستایی هارمونیک و توصیف توابع را نشان می‌دهد. به این ترتیب، کتاب به زبان کنترل صحبت می کند: توابع انتقال، پاسخ فرکانس، نمودار نایکیست، حاشیه های پایداری، و غیره. درک فیزیک از دست دادن پایداری مبنای طراحی روش های جدید کنترل نوسان است که تعدادی از آنها عبارتند از در کتاب ارائه شده است. این و همه یافته‌های دیگر با مثال‌های عددی نشان داده شده‌اند که می‌توانند به راحتی توسط خوانندگان مجهز به یک بسته شبیه‌سازی اولیه مانند MATLAB با Simulink بازتولید شوند. این کتاب یک ابزار ساده برای همه کسانی که در دنیای نوسانات سفر می کنند ارائه می دهد و به آنها کمک می کند زیبایی پنهان آن را کشف کنند. محققان می توانند از این روش برای کشف جنبه های ناشناخته و به عنوان مرجع برای مقایسه آن با سایر ابزارهای ریاضی انتزاعی استفاده کنند. علاوه بر این، ابزاری مینیمال اما قدرتمند بر اساس متغیرهای فیزیکی قابل اندازه گیری برای تحلیل و طراحی سیستم های نوسانی در اختیار مهندسان قرار می دهد.

The book introduces possibly the most compact, simple and physically understandable tool that can describe, explain, predict and design the widest set of phenomena in time-variant and nonlinear oscillations. The phenomena described include parametric resonances, combined resonances, instability of forced oscillations, synchronization, distributed parameter oscillation and flatter, parametric oscillation control, robustness of oscillations and many others. Although the realm of nonlinear oscillations is enormous, the book relies on the concept of minimum knowledge for maximum understanding. This unique tool is the method of stationarization, or one frequency approximation of parametric resonance problem analysis in linear time-variant dynamic systems. The book shows how this can explain periodic motion stability in stationary nonlinear dynamic systems, and reveals the link between the harmonic stationarization coefficients and describing functions. As such, the book speaks the language of control: transfer functions, frequency response, Nyquist plot, stability margins, etc. An understanding of the physics of stability loss is the basis for the design of new oscillation control methods for, several of which are presented in the book. These and all the other findings are illustrated by numerical examples, which can be easily reproduced by readers equipped with a basic simulation package like MATLAB with Simulink. The book offers a simple tool for all those travelling through the world of oscillations, helping them discover its hidden beauty. Researchers can use the method to uncover unknown aspects, and as a reference to compare it with other, for example, abstract mathematical means. Further, it provides engineers with a minimalistic but powerful instrument based on physically measurable variables to analyze and design oscillatory systems.