機(jī)械工程設(shè)計(jì)分析和MATLAB應(yīng)用圖書目錄

出版說明

前言

第1篇MATLAB工程應(yīng)用基礎(chǔ)

一、MATLAB的主要特點(diǎn)

二、MATLAB的系統(tǒng)界面和菜單功能

三、運(yùn)算符、標(biāo)點(diǎn)符和數(shù)據(jù)類型

四、基本數(shù)學(xué)函數(shù)

五、矩陣及其運(yùn)算

六、數(shù)組的運(yùn)算

七、數(shù)據(jù)的輸入與輸出

八、M文件

九、流程控制結(jié)構(gòu)

十、圖形功能

十一、多項(xiàng)式運(yùn)算

十二、數(shù)據(jù)插值

十三、函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和積分

十四、求解方程和方程組

十五、最優(yōu)化方法

第2篇MATLAB工程應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例l連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

一、給定連桿機(jī)構(gòu)極限位置和最小傳動(dòng)角的設(shè)計(jì)問題

二、給定連桿機(jī)構(gòu)連架桿對(duì)應(yīng)位置的設(shè)計(jì)問題

三、優(yōu)化設(shè)計(jì)問題

實(shí)例2連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的數(shù)學(xué)模型和求解方法

二、運(yùn)動(dòng)誤差分析

三、計(jì)算實(shí)例的M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例3連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度綜合

一、滑塊的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及其均值

二、滑塊運(yùn)動(dòng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)離差

三、滑塊運(yùn)動(dòng)參數(shù)的偏差及其最大值和最小值

四、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等影響法精度綜合

五、計(jì)算實(shí)例

六、M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例4槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

一、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程

二、槽輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)

三、計(jì)算實(shí)例

四、M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例5對(duì)心直動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的計(jì)算

一、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的圖解

二、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的計(jì)算

三、計(jì)算實(shí)例

四、M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例6凸輪輪廓的設(shè)計(jì)計(jì)算與繪圖

一、基本流程和數(shù)學(xué)模型

二、編制M文件使用主要函數(shù)和命令的說明

三、M文件和運(yùn)行結(jié)果

實(shí)例7共軛平面分度凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、機(jī)構(gòu)主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析

二、凸輪機(jī)構(gòu)主要幾何尺寸計(jì)算

三、凸輪輪廓直角坐標(biāo)值計(jì)算

四、凸輪機(jī)構(gòu)工作情況分析

無、設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例、M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例8攪拌機(jī)工作頭旋輪軌跡分析和仿真

一、攪拌機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)

二、內(nèi)外嚙合圓錐齒輪行星傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析

三、運(yùn)動(dòng)模擬分析的M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例9V帶傳動(dòng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、V帶傳動(dòng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型

二、M文件和運(yùn)算結(jié)果

三、使用最大最小化函數(shù)fminimax求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的討論

實(shí)例10齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

一、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的簡(jiǎn)化方法

二、M文件基本流程和主要處理方法

三、M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例11齒輪傳動(dòng)參數(shù)測(cè)定和公法線公差計(jì)算

一、變位齒輪傳動(dòng)參數(shù)的測(cè)定和計(jì)算

二、斜齒圓柱齒輪公法線長(zhǎng)度及其偏差的計(jì)算

實(shí)例12軸系設(shè)計(jì)計(jì)算

一、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

二、轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

三、圓錐滾子軸承的壽命計(jì)算

四、角接觸球軸承的壽命計(jì)算

五、深溝球軸承的壽命計(jì)算

六、M文件和運(yùn)算結(jié)果

實(shí)例13主軸支承靜不定結(jié)構(gòu)的計(jì)算

實(shí)例14機(jī)械的可靠性分析與設(shè)計(jì)

實(shí)例15優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的幾何描述

實(shí)例16人字架結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)

實(shí)例17優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析與計(jì)算

實(shí)例18多目標(biāo)優(yōu)化問題的理想有效解

實(shí)例19無心磨削工藝參數(shù)的優(yōu)化

實(shí)例20曲線擬合和多項(xiàng)式擬臺(tái)

參考文獻(xiàn)

……

本書可作為工科院校制造類專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)用書，也可作為工程技術(shù)人員利用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)方法分析和求解工程問題的參考書。

由郭仁生編寫的《機(jī)械工程設(shè)計(jì)分析和MATLAB應(yīng)用》一書共分兩篇。第1篇介紹MATLAB的功能特點(diǎn)、常用函數(shù)和計(jì)算方法、圖形表達(dá)、M文件編制等工程應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí);第2篇介紹機(jī)械工程領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì)、機(jī)械零部件設(shè)計(jì)、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)、機(jī)械優(yōu)化分析和計(jì)算、機(jī)械制造工藝參數(shù)優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線擬合和多項(xiàng)式擬合等方面的多個(gè)實(shí)例，并通過建立數(shù)學(xué)模型，利用功能強(qiáng)大的MATLAB科學(xué)計(jì)算工具編制M文件，運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)方法進(jìn)行分析研究和設(shè)計(jì)計(jì)算。

MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進(jìn)行以下各種工作:

●數(shù)值分析

●數(shù)值和符號(hào)計(jì)算

●工程與科學(xué)繪圖

●控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

●數(shù)字圖像處理技術(shù)

●數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)

●通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

●財(cái)務(wù)與金融工程

●管理與調(diào)度優(yōu)化計(jì)算(運(yùn)籌學(xué))

MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱(單獨(dú)提供的專用MATLAB函數(shù)集)擴(kuò)展了MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。

常用工具箱

MATLAB包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包。工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包。功能工具包用來擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算，可視化建模仿真，文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包，控制工具包，信號(hào)處理工具包，通信工具包等都屬于此類。

開放性使MATLAB廣受用戶歡迎。除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。

整數(shù)

fix(x):無論正負(fù)，舍去小數(shù)至相鄰整數(shù)

floor(x):下取整，即舍去正小數(shù)至相鄰整數(shù)

ceil(x):上取整，即加入正小數(shù)至相鄰整數(shù)

rat(x):將實(shí)數(shù)x化為多項(xiàng)分?jǐn)?shù)展開

rats(x):將實(shí)數(shù)x化為分?jǐn)?shù)表示

sign(x):符號(hào)函數(shù)(Signum function)。

當(dāng)x<0時(shí)，sign(x)=-1

當(dāng)x=0時(shí)，sign(x)=0;

當(dāng)x>0時(shí)，sign(x)=1。

rem(x,y):求x除以y的余數(shù)

gcd(x,y):整數(shù)x和y的最大公因數(shù)

lcm(x,y):整數(shù)x和y的最小公倍數(shù)

exp(x) :自然指數(shù)

pow2(x):2的指數(shù)

log(x):以e為底的對(duì)數(shù)，即自然對(duì)數(shù)或

log2(x):以2為底的對(duì)數(shù)

log10(x):以10為底的對(duì)數(shù)

MATLAB基本繪圖函數(shù)

plot: x軸和y軸均為線性刻度(Linear scale)

loglog: x軸和y軸均為對(duì)數(shù)刻度(Logarithmic scale)

semilogx: x軸為對(duì)數(shù)刻度，y軸為線性刻度

semilogy: x軸為線性刻度，y軸為對(duì)數(shù)刻度

plot繪圖函數(shù)的參數(shù)

字元顏色 字元圖線型態(tài)

y 黃色. 點(diǎn)

k 黑色o 圓

w 白色x x

b 藍(lán)色+ +

g 綠色* *

r 紅色

- 實(shí)線

c 亮青色

: 點(diǎn)線

m 錳紫色

-. 點(diǎn)虛線

-- 虛線

MATLAB中有趣的演示實(shí)例

MATLAB中也同樣有許多有意思的實(shí)例，為提高讀者對(duì)MATLAB和Simulink的興趣，特舉部分以供參考。具體如下，運(yùn)行的時(shí)候只要將":"前面的代碼復(fù)制到MATLAB中就可以了，隨之會(huì)出現(xiàn)各種各樣的演示實(shí)例，對(duì)初學(xué)者幫助不小哦。

◆平面與立體繪圖

graf2d :XY平面繪圖(火柴棒)

graf2d2 :XYZ立體繪圖(切片)

hndlgraf :平面顯示線型處理窗口及命令演示

hndlaxis :平面顯示處理窗口及命令演示

graf3d :立體顯示處理窗口及命令演示

◆ 復(fù)雜函數(shù)的三維繪圖

cplxdemo :復(fù)雜的XYZ立體圖形

◆ 等高線繪制

quivdemo :等高線箭頭顯示

◆ 動(dòng)畫

lorenz :Lorenz吸引子動(dòng)畫顯示

◆電影

vibes :L-形薄膜振動(dòng)

◆Fourier變換

sshow sunspots :太陽黑點(diǎn)數(shù)據(jù)的傅里葉分析

fftdemo :分析噪聲序列中兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)度

◆數(shù)據(jù)擬合

sshow fitdemo :顯示非線性數(shù)據(jù)擬合過程

census :預(yù)測(cè)世界人口

spline2d :樣條擬合

◆稀疏矩陣

sshow sparsity :降階

◆ 游戲

xpbombs :仿Windows系統(tǒng)自帶的掃雷游戲

life :生命發(fā)展游戲

◆ 三維效果圖

klein1 :膚色三維效果圖

tori4 :四個(gè)首尾相接的圓環(huán)

spharm2 :球形和聲

cruller :類似油餅的東西

xpklein :Klein瓶 bottle

modes :L-形薄膜的12中模態(tài)

logo :MATLAB的Logo

xpquad :不同比例的巴爾體超四方體

truss :二維桁架的12個(gè)模模態(tài)

travel :旅行商問題動(dòng)畫演示

wrldtrv :在地球儀上演示兩地間的飛行線路

makevase :通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)來制作花瓶

xpsound :聲音樣本分析

funfuns :綜合了找零點(diǎn)，最小化和單輸入函數(shù)積分功能

sshow e2pi :e^pi或者pi^e

quake :地震波可視化

penny :便士可視化

imageext :改變圖像的映射顏色

earthmap :地球儀

◆ 優(yōu)化工具箱

bandem :香蕉最優(yōu)化展示expo-style banana optimization

sshow filtdem :濾波效果演示filter effect demo

sshow filtdem2 :濾波設(shè)計(jì)演示filter design demo

cztdemo :FFT和CZT (兩種不同類型的Z-變換算法)

phone :演示電話通聲音的時(shí)間與頻率的關(guān)系

sigdemo1 :離散信號(hào)的時(shí)頻圖，可用鼠標(biāo)設(shè)置

sigdemo2 :連續(xù)信號(hào)的時(shí)頻圖，可用鼠標(biāo)設(shè)置

filtdemo :低通濾波器的交互式設(shè)計(jì)

moddemo :聲音信號(hào)的調(diào)制

sosdemo :數(shù)字濾波器的切片圖

◆ 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱

neural :神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊組

firdemo :二維FIR濾波器

nlfdemo :非線性濾波器

dctdemo :DCT演示

mlpdm1 :利用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合曲線動(dòng)畫

mlpdm2 :利用多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行XOR問題運(yùn)算

◆ 模糊邏輯工具箱

invkine :運(yùn)動(dòng)逆問題

juggler :跳球戲法

fcmdemo :FCM

slcp :類似倒立擺動(dòng)畫

slcp1 :類似倒立擺動(dòng)畫cart and a varying pole

slcpp1 :類似倒立擺動(dòng)畫，有兩個(gè)擺，一個(gè)可以變化

sltbu :卡車支援

slbb :類似于翹翹板

◆姓名函數(shù):將自己姓名模擬成一個(gè)獨(dú)一無二的函數(shù)圖像

1.安裝出錯(cuò)時(shí)，可換注冊(cè)碼繼續(xù)安裝，到同一目錄;

2.【謹(jǐn)記】安裝路徑不要有中文名稱;

3.成功安裝完畢之后，如果遇到matlab啟動(dòng)后，窗口在打開一到兩秒后就自動(dòng)關(guān)閉了， 可按以下方法試試:【假設(shè)你安裝的目錄為c:\MATLAB\】(不過不建議安裝到C盤，那樣會(huì)影響系統(tǒng)速度!)

1.確認(rèn)安裝好后，在此路徑下c:\MATLAB\bin\win32有一個(gè)名為 atlas_Athlon.dll的文件;

2.我的電腦上右擊點(diǎn)"屬性",再在"高級(jí)"中點(diǎn)"環(huán)境變量"，在"系統(tǒng)變量"中點(diǎn)擊 "新建" 輸入以下信息:變量名:BLAS_VERSION 變量址:

c:\MATLAB\bin\win32\atlas_Athlon.dll

3.這樣之后，啟動(dòng)MATLAB，不過又出現(xiàn)一個(gè)問題:窗口顯示

To get started, select MATLAB Help or Demos from the Help menu. The element type "name" must be terminated by the matching end-tag "</name>".

Could not parse the file:c:\matlab\toolbox\ccslink\ccslink\info.xml

【解決方案】找到c:\matlab\toolbox\ccslink\ccslink\info.xml這個(gè)文件，用記事本打開【注意，這是重點(diǎn)，或者寫字板】找到有一行這樣的<name>Link for Code Composer Studio?/name>，大概是在第七行吧，把這句的/name>改成</name>【加左尖括號(hào)】,保存文件，退出，即可。

4.安裝MATLAB成功!

無法運(yùn)行可以考慮使用兼容模式運(yùn)行，比如windows 2000模式

《MATLAB實(shí)用教程》從快速入門和實(shí)用性兩個(gè)方面，對(duì)MATLAB7.0進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并列舉了大量實(shí)用的例子。全書共分為12章，第1章介紹MATLAB的安裝及系統(tǒng)功能;第2~3章介紹MATLAB基于命令窗口的應(yīng)用，講述了MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)運(yùn)算;第4~8章介紹MATLAB基于M文件的應(yīng)用，講述了MATLAB的編程功能、數(shù)據(jù)顯示及存取功能、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算功能、圖形用戶界面設(shè)計(jì)功能等;第9~10章從模塊化仿真的角度介紹MATLAB基于Simulink環(huán)境的應(yīng)用，講述了MATLAB的包含S函數(shù)的Simulink環(huán)境基礎(chǔ)知識(shí)和在信號(hào)處理、圖像處理以及控制等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用;第11章從信息和功能交互的角度介紹MATLAB的外部接口，講述了MATLAB與Word、Excel、C語言、Java語言等的接口;第12章提供對(duì)《MATLAB實(shí)用教程》內(nèi)容加深理解的實(shí)驗(yàn)。

《MATLAB實(shí)用教程》可作為電子、通信、自控等專業(yè)本科生的教材，同時(shí)也可作為相關(guān)專業(yè)研究生及廣大科研人員的參考用書。