仿真與優(yōu)化(第3版)

本書在前一版的基礎(chǔ)上修訂而成。本書以最新版ANSYS Workbench 14.0為依據(jù)，以工程人員產(chǎn)品設(shè)計的流程為主線，利用20個工程實例，由淺入深地介紹了ANSYS Workbench在產(chǎn)品設(shè)計、仿真和優(yōu)化過程中的具體功能、使用方法和分析關(guān)鍵。全書共12章： 第1章介紹了ANSYS Workbench的特點和組織形式；第2章介紹了ANSYS Workbench中的有限元建模技術(shù)，包括設(shè)計模塊Design Modeler的幾何建模方法、實例和網(wǎng)格剖分技術(shù)、實例；第3章到第10章從產(chǎn)品靜力學、動力學、運動學、屈曲分析、熱力學、疲勞分析、流固耦合分析

仿真與優(yōu)化(第3版)基本信息

書名 仿真與優(yōu)化(第3版) 作者 李兵、何正嘉、陳雪峰
ISBN 9787302313052

仿真與優(yōu)化(第3版)詳細信息

?仿真與優(yōu)化(第3版)ANSYS Workbench設(shè)計、仿真與優(yōu)化（第3版）

作者：李兵、何正嘉、陳雪峰

圖書詳細信息：

ISBN：9787302313052

定價：25元

印次：3-1

裝幀：平裝

印刷日期：2013-2-22

圖書簡介：

內(nèi) 容 簡 介

本書在前一版的基礎(chǔ)上修訂而成。本書以最新版ANSYS Workbench 14.0為依據(jù)，以工程人員產(chǎn)品設(shè)計的流程為主線，利用20個工程實例，由淺入深地介紹了ANSYS Workbench在產(chǎn)品設(shè)計、仿真和優(yōu)化過程中的具體功能、使用方法和分析關(guān)鍵。全書共12章： 第1章介紹了ANSYS Workbench的特點和組織形式；第2章介紹了ANSYS Workbench中的有限元建模技術(shù)，包括設(shè)計模塊Design Modeler的幾何建模方法、實例和網(wǎng)格剖分技術(shù)、實例；第3章到第10章從產(chǎn)品靜力學、動力學、運動學、屈曲分析、熱力學、疲勞分析、流固耦合分析、復合材料建模分析八個方面介紹了ANSYS Workbench仿真模塊Design Simulation的每一步操作方法和工程實例；第11章介紹了ANSYS Workbench優(yōu)化設(shè)計模塊Design Explore的產(chǎn)品優(yōu)化功能和案例；第12章是ANSYS Workbench高級使用技巧，包括ANSYS Workbench中命令流的使用以及二次開發(fā)語言API等多種高級功能的深入應(yīng)用方法。附錄總結(jié)了ANSYS Workbench相關(guān)的23個關(guān)鍵問題。

本書可作為機械、能源、電子通信、航空航天等專業(yè)的大學本科生和研究生的參考書、教學用書和實驗指導書，也可供相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品設(shè)計、仿真和優(yōu)化的工程技術(shù)人員參考。

緒論1

第1章 ANSYS Workbench基礎(chǔ)2

1.1 ANSYS Workbench概述2

1.2 ANSYS Workbench產(chǎn)品設(shè)計流程和文件格式4

1.3 ANSYS Workbench 14.0啟動、配置和新功能5

1.4 ANSYS幫助資源7

1.5 CAE項目管理7

第2章 有限元建模技術(shù)11

2.1 幾何建模基礎(chǔ)11

2.2 有限元網(wǎng)格剖分方法29

第3章 靜力學分析33

3.1 靜力學分析基礎(chǔ)33

3.2 汽車驅(qū)動橋橋殼強度校核36

3.3 泥漿泵襯套的接觸應(yīng)力分析45

第4章 動力學分析55

4.1 動力學分析基礎(chǔ)55

4.2 軸流式風機殼體模態(tài)分析56

4.3 水下航行器濕模態(tài)分析61

4.4 振動電機軸諧響應(yīng)分析76

4.5 機箱隨機振動分析82

4.6 轉(zhuǎn)轍機鎖塊瞬態(tài)動力學分析86

第5章 運動學分析99

5.1 機構(gòu)運動學分析基礎(chǔ)99

5.2 輕型打樁機機構(gòu)運動學分析100

第6章 屈曲分析108

6.1 屈曲分析基礎(chǔ)108

6.2 風力發(fā)電機塔架屈曲分析108

第7章 熱力學分析113

7.1 熱分析基礎(chǔ)113

7.2 氣缸蓋穩(wěn)態(tài)溫度場分析114

7.3 印制電路板瞬態(tài)熱應(yīng)力分析119

第8章 疲勞分析126

8.1 疲勞分析基礎(chǔ)126

8.2 按鍵疲勞分析127

第9章 流固耦合分析132

9.1 流固耦合分析基礎(chǔ)132

9.2 海流發(fā)電機透平流固耦合分析133

第10章 復合材料層合板分析149

10.1 復合材料分析基礎(chǔ)149

10.2 復合材料層合板靜力學分析150

第11章 優(yōu)化設(shè)計158

11.1 優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)158

11.2 支架拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計160

11.3 散熱器形狀優(yōu)化設(shè)計164

第12章 二次開發(fā)初步172

12.1 二次開發(fā)基礎(chǔ)172

12.2 參數(shù)化程序設(shè)計語言（APDL) 172

12.3 客戶化定制（SDK) 178

附錄 ANSYS Workbench常見問題集錦183

參考文獻195

仿真與優(yōu)化(第3版)造價信息

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仿真與優(yōu)化(第3版)常見問題

仿真與優(yōu)化(第3版)文獻

電氣控制與PLC(第3版)第1章 電氣控制與PLC(第3版)第1章

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電氣控制與PLC(第3版)第1章

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建筑概論(第二版)課件-第3章-6門與窗 建筑概論(第二版)課件-第3章-6門與窗

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頁數(shù)： 46頁

評分： 4.6

建筑概論(第二版)課件-第3章-6門與窗

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第3版前言

第一章概述1

第一節(jié)控制系統(tǒng)的實驗方法1

一、解析法1

二、實驗法1

三、仿真實驗法2

第二節(jié)仿真實驗的分類與性能比較2

一、按模型分類3

二、按計算機類型分類4

第三節(jié)系統(tǒng)、模型與數(shù)字仿真6

一、系統(tǒng)的組成與分類6

二、模型的建立及其重要性7

三、數(shù)字仿真的基本內(nèi)容8

第四節(jié)控制系統(tǒng)CAD與數(shù)字仿真軟件9

一、CAD技術(shù)的一般概念9

二、控制系統(tǒng)CAD的主要內(nèi)容10

三、數(shù)字仿真軟件10

第五節(jié)仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展16

一、仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用16

二、應(yīng)用仿真技術(shù)的重要意義17

三、仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢18

第六節(jié)問題與探究——虛擬現(xiàn)實與仿真

技術(shù)18

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)18

二、虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)22

三、基于虛擬樣機的球棒控制系統(tǒng)仿真25

小結(jié)27

習題27

第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學描述30

第一節(jié)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型30

一、控制系統(tǒng)數(shù)學模型的表示形式30

二、數(shù)學模型的轉(zhuǎn)換32

三、線性時不變系統(tǒng)的對象數(shù)據(jù)類型描述34

四、控制系統(tǒng)建模的基本方法35

第二節(jié)控制系統(tǒng)建模實例39

一、獨輪自行車實物仿真問題39

二、龍門起重機運動控制問題42

三、水箱液位控制問題46

四、燃煤熱水鍋爐控制問題49

五、三相電壓型PWM整流器系統(tǒng)控制

問題51

六、磁懸浮軸承運動控制問題56

第三節(jié)實現(xiàn)問題61

一、單變量系統(tǒng)的可控標準型實現(xiàn)61

二、控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真實現(xiàn)63

第四節(jié)常微分方程數(shù)值解法63

一、數(shù)值求解的基本概念64

二、數(shù)值積分法65

三、關(guān)于數(shù)值積分法的幾點討論69

第五節(jié)數(shù)值算法中的“病態(tài)”問題72

一、“病態(tài)”常微分方程72

二、控制系統(tǒng)仿真中的“病態(tài)”問題74

三、“病態(tài)”系統(tǒng)的仿真方法75

第六節(jié)數(shù)字仿真中的“代數(shù)環(huán)”問題76

一、問題的提出76

二、“代數(shù)環(huán)”產(chǎn)生的條件77

三、消除“代數(shù)環(huán)”的方法78

第七節(jié)問題與探究——電力電子器件

建模問題81

一、問題提出81

二、建模機理81

三、問題探究84

小結(jié)85

習題86

第三章控制系統(tǒng)數(shù)字仿真的實現(xiàn)88

第一節(jié)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其拓撲描述88

一、控制系統(tǒng)常見的典型結(jié)構(gòu)形式88

二、控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)描述89

三、控制系統(tǒng)的連接矩陣90

第二節(jié)面向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真92

一、典型閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)字仿真92

二、復雜連接的閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)字仿真97

第三節(jié)環(huán)節(jié)的離散化與非線性系統(tǒng)的

數(shù)字仿真103

一、連續(xù)系統(tǒng)的離散化模型法103

二、非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真112

第四節(jié)計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真119

一、采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學描述120

二、采樣控制系統(tǒng)的仿真方法123

三、采樣控制系統(tǒng)仿真程序?qū)崿F(xiàn)126

第五節(jié)問題與探究——一類非線性控制

系統(tǒng)數(shù)字仿真的效率問題132

一、問題提出132

二、問題分析133

三、幾點討論139

小結(jié)139

習題140

第四章控制系統(tǒng)CAD142

第一節(jié)概述142

第二節(jié)經(jīng)典控制理論CAD143

一、控制系統(tǒng)固有特性分析143

二、控制系統(tǒng)的設(shè)計方法146

三、控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計154

第三節(jié)基于雙閉環(huán)PID控制的一階倒立

擺控制系統(tǒng)設(shè)計159

一、系統(tǒng)模型159

二、模型驗證161

三、雙閉環(huán)PID控制器設(shè)計165

四、仿真實驗170

五、結(jié)論173

第四節(jié)現(xiàn)代控制理論CAD173

一、線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計174

二、模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計182

第五節(jié)基于時間最優(yōu)控制的起重機防

擺控制技術(shù)研究188

一、問題的提出188

二、時間最優(yōu)控制189

三、系統(tǒng)建模190

四、模型驗證190

五、時間最優(yōu)控制策略192

六、仿真實驗194

七、結(jié)論196

第六節(jié)問題與探究——“球車系統(tǒng)”的

建模與控制問題197

一、問題提出197

二、系統(tǒng)建模197

三、問題探究198

小結(jié)198

習題199

第五章數(shù)字仿真技術(shù)的綜合應(yīng)用202

第一節(jié)直流電動機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

中的若干問題202

一、雙閉環(huán)VM調(diào)速系統(tǒng)的目的202

二、關(guān)于積分調(diào)節(jié)器的飽和非線性問題203

三、關(guān)于ASR與ACR的工程設(shè)計問題203

四、雙閉環(huán)VM調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析205

第二節(jié)數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的魯棒性設(shè)計

方法207

一、數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的魯棒性設(shè)計207

二、“高精度齒輪量儀”位置伺服系統(tǒng)

控制器設(shè)計209

第三節(jié)“水箱系統(tǒng)”液位控制的仿真

研究211

一、系統(tǒng)建模211

二、數(shù)字仿真211

三、結(jié)果分析211

第四節(jié)一階倒立擺系統(tǒng)的雙閉環(huán)模糊

控制方案212

一、引言212

二、模糊理論中的幾個基本概念213

三、一階倒立擺系統(tǒng)的雙閉環(huán)模糊控制214

四、仿真實驗216

五、結(jié)論223

第五節(jié)基于單位功率因數(shù)的PWM整流

器控制系統(tǒng)設(shè)計223

一、引言223

二、滑模變結(jié)構(gòu)控制224

三、系統(tǒng)建模與模型驗證225

四、基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的PWM整流

器控制系統(tǒng)設(shè)計226

五、仿真實驗230

六、結(jié)論234

第六節(jié)問題與探究——兩輪電動車自平

衡控制問題234

一、問題提出234

二、系統(tǒng)建模236

三、問題探究237

小結(jié)238

習題238

參考文獻2412100433B

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在概述了仿真技術(shù)發(fā)展進程的基礎(chǔ)上，以MATLAB語言為平臺，系統(tǒng)地闡述了數(shù)字仿真技術(shù)的基本概念、原理與方法，概括了控制系統(tǒng)分析與設(shè)計中的基本內(nèi)容，主要包括控制系統(tǒng)的實驗方法、系統(tǒng)的數(shù)學描述與模型的建立、數(shù)字仿真的實現(xiàn)方法、控制系統(tǒng)CAD及其綜合應(yīng)用等。

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目　錄

前　言

第1 章　 控制系統(tǒng)仿真及工具軟件概述 1

1. 1　 控制系統(tǒng)及仿真軟件 1

1. 1. 1　 控制系統(tǒng)模型 1

1. 1. 2　 控制系統(tǒng)仿真 2

1. 1. 3　 MATLAB 的語言特點 3

1. 1. 4　 MATLAB 的控制產(chǎn)品 4

1. 2　 MATLAB 的操作與使用 5

1. 2. 1　 MATLAB 的工作空間 6

1. 2. 2　 MATLAB 的命令窗口 6

1. 2. 3　 MATLAB 的程序編輯器 6

1. 2. 4　 MATLAB 的幫助文件 7

1. 3　 數(shù)值計算與矩陣運算 10

1. 3. 1　 MATLAB 的數(shù)值類型 10

1. 3. 2　 矩陣運算 12

1. 3. 3　 符號運算 15

1. 4　 程序、 文件和函數(shù) 23

1. 4. 1　 M 文件編程 23

1. 4. 2　 常用的編程語句 26

1. 4. 3　 程序調(diào)試與診斷 30

本章小結(jié) 33

習題 33

第2 章　 控制系統(tǒng)的數(shù)學描述 34

2. 1　控制系統(tǒng)數(shù)學模型與控制工具箱

函數(shù) 34

2. 1. 1　 傳遞函數(shù)模型 34

2. 1. 2　 狀態(tài)空間模型 42

2. 2　 控制系統(tǒng)模型的轉(zhuǎn)換及連接 47

2. 2. 1　 模型轉(zhuǎn)換函數(shù) 47

2. 2. 2　 模型連接與化簡 51

2. 3　 控制系統(tǒng)建模工程實例 55

本章小結(jié) 62

習題 62

第3 章　 控制系統(tǒng)分析 63

3. 1　 控制系統(tǒng)的時域分析 63

3. 1. 1　 時域分析基礎(chǔ) 63

3. 1. 2　 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析 64

3. 1. 3　 階躍響應(yīng)分析 65

3. 1. 4　 脈沖響應(yīng)分析 70

3. 1. 5　 任意輸入的時域響應(yīng)分析 73

3. 1. 6　 控制系統(tǒng)時域分析綜合實例 74

3. 2　 控制系統(tǒng)的根軌跡分析 75

3. 2. 1　 函數(shù)指令方式 75

3. 2. 2　 單輸入單輸出設(shè)計工具 82

3. 3　 控制系統(tǒng)的頻域分析 91

3. 3. 1　 頻率響應(yīng)與 Nyquist 圖 92

3. 3. 2　 伯德圖分析 95

3. 3. 3　 控制系統(tǒng)頻域分析綜合實例 99

3. 3. 4　基于單輸入單輸出設(shè)計工具的控制

系統(tǒng)頻域分析 101

3. 4　 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 102

3. 4. 1　 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法簡述 102

3. 4. 2　控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的MATLAB

實現(xiàn) 104

3. 5　 控制系統(tǒng)的可觀性與可控性分析 106

3. 5. 1　 系統(tǒng)的可觀性分析 107

3. 5. 2　 系統(tǒng)的可控性分析 109

本章小結(jié) 112

習題 112

第4 章　 控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真 113

4. 1　 基于根軌跡的控制系統(tǒng)設(shè)計 113

4. 1. 1　 基于根軌跡的相位超前校正 113

4. 1. 2　 基于根軌跡的相位滯后校正 123

4. 2　 基于伯德圖的控制系統(tǒng)設(shè)計 126

4. 2. 1　 基于伯德圖的相位超前校正 126

4. 2. 2　 基于伯德圖的相位滯后校正 130

4. 2. 3　 基于伯德圖的滯后￣超前校正 133

4. 3　 控制系統(tǒng)的 PID 控制器設(shè)計 136

4. 3. 1　 PID 控制規(guī)律 137

4. 3. 2　 PID 控制器設(shè)計方法 140

4. 3. 3　 PID 控制器設(shè)計實例 146

4. 4　 極點配置與觀測器設(shè)計 150

目　錄Ⅶ

4. 4. 1　 極點配置 150

4. 4. 2　 全維狀態(tài)觀測器設(shè)計 153

4. 4. 3　 降維狀態(tài)觀測器設(shè)計 155

4. 4. 4　基于觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)

設(shè)計綜合實例 157

本章小結(jié) 159

習題 159

第5 章　控制系統(tǒng)CAD ——— Simulink

基礎(chǔ)與應(yīng)用 161

5. 1　 Simulink 基本介紹與基本操作 161

5. 1. 1　 Simulink 的基本介紹 161

5. 1. 2　 Simulink 的啟動 161

5. 1. 3　 Simulink Library 163

5. 2　 Simulink 的建模方法與仿真 168

5. 2. 1　 仿真模型編譯器 168

5. 2. 2　 仿真系統(tǒng)的編輯 169

5. 2. 3　 Simulink 仿真參數(shù)的設(shè)定 172

5. 2. 4　Simulink 與MATLAB 的接口

設(shè)計 174

5. 3　 Simulink 子系統(tǒng)的創(chuàng)建與封裝 176

5. 3. 1　 Simulink 子系統(tǒng)的創(chuàng)建 176

5. 3. 2　 Simulink 子系統(tǒng)的封裝 178

5. 4　 采用 MATLAB 命令進行仿真與分析 181

5. 4. 1　 仿真系統(tǒng)的打開和關(guān)閉 181

5. 4. 2　 功能模塊參數(shù)設(shè)置 182

5. 4. 3　 系統(tǒng)模型的仿真運行 183

5. 4. 4　 仿真系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 183

5. 4. 5　 運行結(jié)果分析 185

5. 5　 S 函數(shù) 187

5. 5. 1　 S 函數(shù)簡介 188

5. 5. 2　 用 M 文件創(chuàng)建 S 函數(shù) 190

5. 6 　基于Simulink 的系統(tǒng)分析與設(shè)計

實例 195

5. 6. 1　 連續(xù)系統(tǒng)的時域分析實例 195

5. 6. 2　 連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析實例 197

5. 6. 3　 連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析實例 199

5. 6. 4　 線性連續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計實例 203

本章小結(jié) 208

習題 208

參考文獻 2092100433B

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