MATLAB語(yǔ)言及機(jī)械工程應(yīng)用

前言

MATLAB語(yǔ)言是一種功能非常強(qiáng)大的工程語(yǔ)言，也是當(dāng)今國(guó)際上最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一。它強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算與可視化功能、開放式可擴(kuò)展環(huán)境以及簡(jiǎn)單易學(xué)、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為各行各業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析、仿真以及算法研究和應(yīng)用開發(fā)的卓越平臺(tái)。特別是其附帶的幾十個(gè)面向不同領(lǐng)域的工具箱，使其應(yīng)用范圍覆蓋了當(dāng)今幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，MATLAB語(yǔ)言已經(jīng)成為科技人員首選的軟件和工具。從1997年開始，原思聰一直為高年級(jí)本科生以及研究生講授MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用技術(shù)，2004年在西安建筑科技大學(xué)研究生學(xué)院的支持下，編寫了《MATLAB語(yǔ)言與應(yīng)用技術(shù)》講義，并在研究生中使用。本書就是在該講義以及多年教學(xué)、科研及實(shí)際工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上編寫的。本書共分10章：第1章，MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)；第2章，MATLAB的基本運(yùn)算；第3章，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)；第4章，輔助數(shù)值分析與處理；第5章，輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)與機(jī)械工程應(yīng)用；第6章，應(yīng)用接口編程與機(jī)械工程應(yīng)用；第7章，動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)與機(jī)械工程應(yīng)用；第8章，模糊系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與機(jī)械工程應(yīng)用；第9章，智能算法及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用；第10章，用戶界面程序設(shè)計(jì)。為了便于研究，書末還附列了MATLAB的命令、庫(kù)函數(shù)及常用工具箱等內(nèi)容。本書凝聚了作者多年的教學(xué)實(shí)踐與科研成果，在系統(tǒng)講述MATLAB語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講述了MATLAB語(yǔ)言在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用，既可作為工科高年級(jí)學(xué)生和研究生學(xué)習(xí)MATLAB語(yǔ)言的教材，也可供廣大工程技術(shù)人員參考。在編寫內(nèi)容上，力求由淺入深、循序漸進(jìn)；在編寫形式上，力求簡(jiǎn)單明了、圖文并茂；在語(yǔ)言上，力求敘述準(zhǔn)確、通俗易懂；在講述方法上，力求明晰思路、把握關(guān)鍵；在應(yīng)用技術(shù)上，則力求理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用。書中列舉了大量生動(dòng)翔實(shí)的實(shí)例，部分取自于作者及研究生科研與工程應(yīng)用實(shí)例，并希望通過這些實(shí)例窺視MATLAB誘人的魅力，借以激起學(xué)習(xí)、探索并應(yīng)用MATLAB的熱情。本書由原思聰主編，全書編寫分工如下：原思聰編寫第1章和第4—7章部分內(nèi)容、第10章及附錄；鄭建校編寫第2章；張錦華編寫第3章及第6、7章部分內(nèi)容；陸地編寫第8章和第7章部分內(nèi)容；劉道華編寫第9章及第4、5章部分內(nèi)容。此外，原思聰還提供了第2、8章素材，對(duì)第2、3、8、9章進(jìn)行了修改；研究生李斌、吳濤、張滿意、趙進(jìn)昌對(duì)書中文字進(jìn)行了校核，對(duì)實(shí)例進(jìn)行了上機(jī)驗(yàn)證。本書得到西安建筑科技大學(xué)重點(diǎn)教材建設(shè)項(xiàng)目的資助。在本書成稿之際，特別感謝西安建筑科技大學(xué)研究生學(xué)院原常務(wù)副院長(zhǎng)袁守謙教授的鼓勵(lì)和支持，特別感謝西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院院長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師張定華教授在百忙中審閱書稿，并提出許多寶貴意見，特別感謝機(jī)械工業(yè)出版社劉麗敏編輯所做的大量工作，感謝關(guān)心和支持本書編寫的各位領(lǐng)導(dǎo)以及提出寶貴修改意見的同仁。限于水平及經(jīng)驗(yàn)，書中難免有缺點(diǎn)和不足之處，殷切希望專家和讀者批評(píng)指正，不勝感激。

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹了MATLAB語(yǔ)言及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用。全書共分10章，內(nèi)容包括MATLAB語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)和基本運(yùn)算，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，輔助數(shù)值分析與處理，輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)用接口編程，動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)。模糊系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)，智能算法，用戶界面程序設(shè)計(jì)等，書末還附列了MATLAB的命令、庫(kù)函數(shù)及常用工具箱等內(nèi)容?！　”緯谙到y(tǒng)講述MATLAB語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)講述MATLAB語(yǔ)言在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用，既可作為工科高年級(jí)學(xué)生和研究生學(xué)習(xí)MATLAB語(yǔ)言的教材，也可供廣大工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章　MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)　1.1　MATLAB簡(jiǎn)介　1.2　MATLAB的集成工作環(huán)境　1.3　MATLAB的基本特性　1.4　MATLAB的M文件第2章　MATLAB的基本運(yùn)算　2.1　矩陣及其運(yùn)算　2.2　矩陣的創(chuàng)建及尋訪　2.3　MATLAB的函數(shù)及基本運(yùn)算第3章　數(shù)據(jù)可視化技術(shù)　3.1　圖形窗口及坐標(biāo)系　3.2　二維繪圖功能　3.3　三維繪圖功能　3.4　特殊圖形　3.5　動(dòng)態(tài)圖形　3.6　MATLAB的圖形窗及圖形打印第4章　輔助數(shù)值分析與處理　4.1　多項(xiàng)式　4.2　線性方程組求解　4.3　曲線擬合　4.4　曲線插值　4.5　極值與零點(diǎn)　4.6　數(shù)值微商　4.7　數(shù)值積分第5章　輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)與機(jī)械工程應(yīng)用　5.1　MATLAB求解最優(yōu)化問題的方法及常用函數(shù)　5.2　無約束最優(yōu)化問題　5.3　有約束最優(yōu)化問題　5.4　二次規(guī)劃問題　5.5　多目標(biāo)規(guī)劃問題　5.6　最大最小化問題第6章　應(yīng)用接口編程與機(jī)械工程應(yīng)用　6.1　MATLAB的程序設(shè)計(jì)及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用　6.2　MATLAB的數(shù)據(jù)接口　6.3　文件I／O操作　6.4　MEX文件與動(dòng)態(tài)鏈接　6.5　MATLAB計(jì)算引擎第7章　動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)與機(jī)械工程應(yīng)用　7.1　仿真技術(shù)概論　7.2　機(jī)電系統(tǒng)建模　7.3　SIMULINK概述　7.4　SIMULINK的功能模塊及建?！?.5　子系統(tǒng)及其封裝和應(yīng)用　7.6　S-Function設(shè)計(jì)　7.7　機(jī)構(gòu)系統(tǒng)建模與仿真分析——SimMechanics第8章　模糊系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與機(jī)械工程應(yīng)用　8.1　模糊系統(tǒng)概述　8.2　模糊邏輯工具箱命令函數(shù)及應(yīng)用　8.3　模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　8.4　應(yīng)用模糊邏輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　8.5　模糊系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)示例第9章　智能算法及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用　9.1　模擬退火算法　9.2　遺傳算法　9.3　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法　9.4　智能混合系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法　9.5　蟻群算法　9.6　粒子群算法第10章　用戶界面程序設(shè)計(jì)　10.1　界面設(shè)計(jì)基本原則及方法　10.2　圖形對(duì)象句柄及GUI設(shè)計(jì)工具簡(jiǎn)介　10.3　菜單設(shè)計(jì)　10.4　控件設(shè)計(jì)　10.5　用戶界面設(shè)計(jì)示例附錄　附錄A MATLAB的命令及函數(shù)簡(jiǎn)介　附錄B MATLAB的庫(kù)函數(shù)總匯　附錄C MATLAB的常用工具箱函數(shù)總匯參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)MATLAB語(yǔ)言是一種功能非常強(qiáng)大的工程語(yǔ)言，目前是國(guó)際上最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一。它以強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與可視化功能、開放式可擴(kuò)展環(huán)境以及簡(jiǎn)單易學(xué)、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為各行各業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的卓越平臺(tái)。特別是其附帶的幾十個(gè)面向不同領(lǐng)域的工具箱，使其應(yīng)用范圍覆蓋了當(dāng)今幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用范圍非常廣泛。1.1 MATLAB簡(jiǎn)介1.1.1 MATLAB的發(fā)展歷程MATLAB是由MATrix和LABoratory兩個(gè)英文單詞的前3個(gè)字母組成。MATLAB的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)重要的發(fā)展時(shí)期：1）20世紀(jì)70年代后期，時(shí)任美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的Cleve Moler教授為學(xué)生開發(fā)了矩陣特征值求解及線性方程求解的FORTRAN程序庫(kù)及接口程序，取名為MATLAB，并開始流傳。2）1983年春，Cleve Moler博士與John Little等人用c語(yǔ)言開發(fā)了MATLAB的第二代專業(yè)版，具有數(shù)值計(jì)算及數(shù)據(jù)圖形化功能。3）1984年，Cleve Moler與John Little成立了MathWorks公司，正式把MATLAB推向市場(chǎng)。4）1993年～1995年，MathWorks公司推出了MATLAB 4.0版，充分支持Microsoft Win—dows下的界面編程，1995年推出4.2C版。5）1997年，MathWorks公司推出了MATLAB 5.0版，支持更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，無論界面還是功能都較4.x版有長(zhǎng)足進(jìn)展。1999年推出了5.3版，進(jìn)一步改善了MATLAB的功能。6）2000年10月，MathWorks公司推出了MATLAB 6.0版，該版的推出是MATLAB軟件的一次飛躍，它的可視化界面煥然一新，風(fēng)格更加平易近人，而且還添加了對(duì)JAVA的支持，函數(shù)庫(kù)也進(jìn)一步進(jìn)行了擴(kuò)充，運(yùn)算速度更快、性能更好。2001年6月，MathWorks公司推出了MATLAB 6.1版。2002年8月，MathWorks公司推出了MATLAB 6.5版。2003年，MathWorks公司推出了MATLAB 6.5.1版。7）2004年，MathWorks公司推出了MATLAB 7.0版。該版本添加和修改了一些內(nèi)核數(shù)值算法，支持各種數(shù)據(jù)類型的數(shù)學(xué)運(yùn)算。MATLAB 7.0版命令解釋程序優(yōu)化了曾在6.5版提出的MATLAB JIT加速器，大大提高了循環(huán)操作執(zhí)行速度。8）2006年1月，MathWorks公司推出了MATLAB R2006a版。該版本增加了基于.NET及COM組件、生物化學(xué)系統(tǒng)、離散事件仿真系統(tǒng)等新內(nèi)容。該版本界面秉承其一貫風(fēng)格，但更加簡(jiǎn)潔、功能更強(qiáng)、運(yùn)算速度更快、性能更好。本書內(nèi)容即按該版本介紹。隨著MATLAB版本的不斷升級(jí)，MATLAB的功能也越來越強(qiáng)大，使用也越來越方便。

編輯推薦

《MATLAB語(yǔ)言及機(jī)械工程應(yīng)用》由機(jī)械工業(yè)出版社出版。

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