本书以实现水下结构声辐射的快速预报为主要研究内容，针对经典声学边界元法在存在的特征频率处矩阵奇异的问题，提出了相应的改进方法；针对边界元法计算量和内存占用量大的问题，从近似的角度出发，提出了压缩边界元矩阵、提高求解速度的方法；针对有限元-边界元耦合矩阵数值特性复杂、求解困难的问题，提出了基于区域分解思想的快速求解方法。

本书所介绍的功能共振分析方法及其应用，突破传统的如故障树等的安全性分析方法的局限性，并不是将重点放在寻找具体的故障和失效，而是着眼于大型系统在技术和管理方面的复杂性及其对于安全事故的影响；刻画功能耦合共振原理，并应用该原理解释系统为什么有时发生错误甚至事故；介绍功能共振分析方法如何用于模拟复杂和动态的社会技术系统的工作模式和过程。

本书系统地介绍了机械结构动态响应优化方法，包括并行优化、基于时间谱元法的机械系统物理模型求解、多元模型自适应与时间谱元法结合的动态响应优化技术、基于MARS的动态响应优化算法、基于模糊聚类的全局动态响应优化算法等。

本书是作者5年来的科研成果的汇聚和扩充，包括SCI论文2篇，EI论文18篇，其中中外期刊论文8篇，共有3篇获浙江省自然科学学术奖二等奖和三等奖。

本书阐述了经验模态分解在振动信号分析中的应用。内容包括经验模态分解的端点延拓、模态混叠和阈值去噪，经验模态分解在非线性振动、结构振动以及语音和振动实验信号分析中的应用等。

本书在分析和总结国内外有关二自由度控制方法研究进展的基础上，针对典型的过程控制对象和运动控制对象，将内模控制、Smith预估控制、滑模变结构控制及智能优化算法等与二自由度控制相结合，在二自由度控制结构、控制器设计和参数整定方法等方面进行了深入研究，提出了几种新的二自由度控制方法。

本书包括绪论、相空间与轨线、平面上的动力系统、结构稳定与分支(岔)现象、突变、单自由度力学系统的自由振动、单自由度力学系统的强迫振动、吸引子与混沌、分形与分数维九讲内容。