好书分享:Nonholonomic Mechanics and Control(2nd,2015)

中文名称:非完整力学与控制 

作者:Anthony M. Bloch et al.

第二版前言:        

        在本书第二版中,我们增加了一些实质性的新材料。此外,我们在第一版中更正了各种笔误,并添加了反映作者和其他人最近研究的参考文献。不用说,不可能反映出最近在这一领域所做的所有出色工作。

        其他料包括关于Hamel方程和准速度、离散动力学、完整和非完整、Hamil tonization和Hamilton–Jacobi方程的工作。

        我们将在下面更详细地讨论这种新材料:

        Hamel方程推广了欧拉-拉格朗日方程,可用于分析自由系统和约束系统,但在约束条件下尤其有用。它们用准速度来描述机械系统的动力学,准速度是相对于一组矢量场的速度,这些矢量场跨越组态空间的切丛的纤维。准速度的一个很好的例子是绕不动点旋转的刚体的角速度的一组分量。在这样一组坐标中的动力学通常比在明显的正则坐标集中的动力学简单得多。我们在第3章中描述了一般情况,并在第5章中描述它们在非完整系统中的应用。

        近年来,离散力学在计算力学中发挥着至关重要的作用。拉格朗日力学的离散模拟可以通过考虑汉密尔顿原理的离散化来获得;这种方法是构造变分积分器的基础。我们在第三章中讨论了离散力学的一般理论,并指出了它的应用

        通过将它们应用于广义刚体方程,将它们应用到具有对称性的机械系统。特别是,我们讨论了Moser–Veselov方程,它激发了该领域的大部分发展,以及本文作者及其合作者开发的刚体方程的对称表示及其离散化。在第8章中,我们讨论了离散非完整系统。

        在第7章中,我们还讨论了特殊正交群上的最优控制与对称刚体方程之间的关系以及相关的离散最优控制问题。

        在第8章中,我们讨论了哈密尔顿化的重要概念——展示了一些非完整系统如何通过时间重新参数化以哈密尔顿形式表示。这可以追溯到卓别林的作品,但我们提供了许多现代参考。我们还在第8章中讨论了作者关于内自由度系统中不变测度的工作。这扩展了群设置,我们还讨论了一个漂亮的可积非完整系统,带振子的Chaplygin sleig。我们还在Chatper 8中讨论了非完整Hamilton–Jacobi方程和作为极限的非完整系统,即它们可以作为具有大摩擦力的完整系统的极限情况获得,这一想法可以追溯到Caratheodory。

        在第9章中,我们讨论了如何使用能量方法来分析非完整系统(如下落盘)的稳定性,以及受控拉格朗日理论的离散扩展或用于机械系统稳定性的能量­成形。在第四章中,我们引入了一些关于控制系统中束图的新材料。

        最后,我们不得不说,我们非常抱歉没有得到杰里·马斯登为第二版提供的宝贵意见。如果没有杰瑞的投入和智慧,这里描述的许多工作都不会发生。

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