工程环境控制论

第1章 绪论

1.1 工程环境问题的提出

1.1.1 实际工程的需要

1.1.2 理论上的需要

1.1.3 工科大学交叉学科建设的需要

1.2 工程环境概念与工程生态观

1.2.1 工程环境外部因素

1.2.2 工程环境的基本概念与特性

1.2.3 工程生态观

1.3 实际工程控制技术典型实例

1.3.1 高层建筑抗震抗风自动控制

1.3.2 斜拉桥与悬吊桥抗风控制装置

1.3.3 可开合式空间结构

1.3.4 水利工程控制技术

1.3.5 太阳能建筑新技术

1.3.6 智能建筑与环境系统技术

1.4 工程环境效应控制技术的应用前景

主要参考文献

第2章 工程环境控制理论基础

2.1 工程环境观测技术与分析方法

2.1.1 环境作用的基本性质与类型

2.1.2 观测试验技术

2.1.3 数据关系与分析方法的提示

2.2 功能分析与三元系统模型

2.2.1 功能分析与系统思路

2.2.2 三元系统模型

2.2.3 工程系统的四个基本要素

2.3 有控制作用时的可靠性分析方法

2.3.1 功能函数与可靠指标

2.3.2 有控制作用时的可靠指标计算公式

2.3.3 控制作用对可靠性的影响分析

2.3.4 有控制作用的结构功能设计问题

2.3.5 数字例

本节提示

2.4 广义环境容量定理与环境评估准则

2.4.1 广义环境承载能力

2.4.2 广义环境容量定理

2.4.3 环境与功能的关系

2.4.4 环境影响的评价准则

2.4.5 热环境舒适性功能评估准则

本节结语

2.5 广义工程环境控制动力学基本原理

2.5.1 动态平衡方程

2.5.2 基本控制方程

2.5.3 控制系统的综合问题

本节结语

2.6 “土柱”振动模型与基土振动控制原理

2.6.1 两类振源

2.6.2 “土柱”的振动方程

2.6.3 浅埋式大型地道的弯曲振动控制

本节结语

本章结语

主要参考文献

第3章 工程环境自动控制应用原理与控制算法

3.1 工程环境作用下的基本控制原理与特点

3.1.1 经典控制算法的应用原理

3.1.2 典型环境作用的描述方法

3.1.3 环境效应的叠加或迭加原理

3.1.4 复合控制原理

本节注记

3.2 补偿控制、虚拟反馈及被动控制

3.2.1 环境作用下控制的偏差／误差

3.2.2 闭环系统补偿控制

3.2.3 开环系统补偿控制

3.2.4 虚拟反馈的提出

3.2.5 被动控制或混合控制的新理念——节能控制

本节结语

3.3 参数控制原理与方法

3.3.1 参数控制的基本概念与控制模式

3.3.2 参数控制模式

3.3.3 期望参数与参数控制函数的建立

3.3.4 留数定理与留数法的应用

3.3.5 根轨迹法的应用

本节注记

3.4 频率法分析与综合

3.4.1 广义频率特性提示

3.4.2 频率传递函数与波德图

3.4.3 期望频率特性综合法

本节注记

3.5 数值仿真技术的应用

3.5.1 按环节离散化仿真模型

3.5.2 按状态空间方程离散化仿真模型

3.5.3 工程结构抗震控制离散化仿真

3.5.4 在线控制原理与在线算法

3.5.5 关于计算机应用的“环境”问题

本节注记

3.6 参数辨识与估计的方法

3.6.1 ID技术在工程环境控制领域的特点与意义

3.6.2 线性与非线性辨识模型

3.6.3 卡尔曼滤波估计方法

本节注记

本章结语

主要参考文献

第4章 结构控制动力学基础

第5章 鲁棒性控制与H∞／H2优化理论的应用原理

第6章 结构混合控制技术的综合研究

第7章 工程环境控制应用导论

工程环境控制论是一门跨于传统工程学、环境学、自动控制理论之间的横向交叉学科，属于技术基础学科范畴，应用范围宽广。其基本目标是控制广义工程系统的局部环境输入-输出效应。可应用于结构抗震（振）、防灾、安全、防污、节能（广义太阳能利用）、舒适热环境、交通物流（信息流）等技术或非技术性功能的过程自动控制或参数控制。由于篇幅所限，本书仅重点论述了结构功能控制的应用模式，涉及高层建筑、桥梁、汽车/飞机等结构振动控制问题。书中特别提出：结构反共振控制理论、结构抗震液压蓄能-伺服控制技术、鲁棒控制与H∞优化理论的应用原理、参数控制原理与方法等。本书适用于下列人员参考或选修：广义工程系统环境效应控制的工程（技术）主体及其交叉应用领域的设计研究者，基本建设工程项目的决策/管理者。有关广义专业主要是土木建筑工程类、环境保护/节能类、自动控制设施类等相应工程技术专业的高校师生。