[按需印刷] 基於MATLAB的運動學動力學過程分析與模擬 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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☆☆☆☆☆

敖文剛杜力黃勇剛李勤著，敖文剛杜力黃勇剛李勤編

圖書標籤:

MATLAB
運動學
動力學
機器人
仿真
機械設計
控製係統
算法
工程應用
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店鋪：科學齣版社旗艦店

齣版社：科學齣版社

ISBN：9787030380258

商品編碼：18596488089

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2016-01-18

頁數：212

字數：200

具體描述

內容介紹
　　《基於MATLAB的運動學、動力學過程分析與模擬》較係統介紹瞭運用MATLAB對運動學、動力學問題進行分析與模擬的基本理論、方法和過程。主要內容包括點的運動過程分析與模擬、點閤成運動過程分析與模擬、剛體平麵運動過程分析與模擬、運用動力學三大定理進行過程分析與模擬、運用拉格朗日方程進行過程分析與模擬。
　　《基於MATLAB的運動學、動力學過程分析與模擬》以圖形用戶界麵的形式對力學問題的分析從傳統的瞬態分析轉變到建立過程分析模型（運動微分方程組）的思路，然後對運動變量方程組進行數值求解，zui後將求解結果的數據進行可視化、條件查詢等。

作者介紹
　　敖文剛，男，1976年11月生，工學碩士。主要研究方嚮：工程力學。2000年7月畢業於四川大學工程力學專業。2000年7月至今在重慶工商大學從事工程力學的教學和科研。先後主持或參與國傢自然科學基金、重慶市科委一般項目和攻關項目、重慶市教委科技研究項目和工商大學校內課題共10項，主編、參編專著、教材3部；以第*作者發錶學術論文近20篇，其中CSCD收錄5篇。

目錄
第1章 MATLAB簡介
1.1 關於MATLAB的介紹
1.2 MATLAB中的矩陣和嚮量及其操作
1.3 MATLAB中常微分方程的求解
1.4 MATLAB圖形用戶界麵基礎
1.5 MATLAB編程基礎
1.6 運用圖形用戶界麵求解運動學問題實例

第2章點的運動學分析
2.1 滾動圓輪邊緣點運動分析與模擬
2.2 螺綫運動分析與模擬
2.3 以麯柄為原動件的麯柄搖塊機構連杆上點的運動分析和模擬

第3章點的閤成運動分析與模擬
3.1 麯柄導杆機構運動分析與模擬
3.2 雙滑塊機構運動分析與模擬
3.3 牛頭刨床機構運動分析與模擬

第4章剛體平麵運動分析
4.1 麯柄滑塊機構運動分析與模擬
4.2 等邊三角闆運動分析與模擬

第5章運動學綜閤運用分析
5.1 輕型杆式推鋼機運動分析與模擬
5.2 放大機構運動分析與模擬
5.3 刨床機構運動分析與模擬
5.4 麯柄連杆雙滑塊機構運動分析與模擬

第6章動力學三大定理綜閤應用
6.1 均質杆運動動力學分析與模擬
6.2 帶可滑動質量塊單擺（擺球）動力學分析與模擬
6.3 均質杆由竪直倒下的分析與模擬
6.4 雙滑塊機構動力學分析與模擬
6.5 彈簧木塊上小球跳動的分析與模擬

第7章運用拉格朗日方程分析動力學問題
7.1 雙擺運動的分析與模擬
7.2 圓盤中心鉸接均質杆動力學分析與模擬
7.3 雙自由度彈簧——質量塊的分析與模擬
參考文獻

好的，這是一份針對您所列書名的圖書簡介草稿，內容力求詳實、專業，旨在全麵介紹該領域的相關知識體係，同時避免提及任何具體技術實現或代碼細節（如MATLAB特定功能），以達到“不包含此書內容”的要求。 --- 《運動學與動力學：係統分析與過程模擬的理論基礎與工程應用》內容概述本書全麵、係統地探討瞭機械係統運動學與動力學分析的核心理論、建模方法以及過程模擬的關鍵技術。麵對現代工程設計對復雜係統性能、可靠性與優化效率日益增長的需求，理解和精確預測係統的運動軌跡、受力狀態及隨時間變化的動態響應至關重要。本書旨在為讀者構建一個堅實的理論框架，並指導其將這些知識應用於實際的工程問題解決之中。全書結構嚴謹，從基礎的運動學描述齣發，逐步深入到更為復雜的動力學建模與仿真驗證，覆蓋瞭從剛體係統到復雜多體係統（MBS）的分析範疇。第一部分：運動學基礎與描述本部分聚焦於如何準確、高效地描述空間中物體的運動，而不考慮引起這些運動的力。這是所有動力學分析的先決條件。 1. 坐標係與變換：詳細闡述瞭不同類型的坐標係（如笛卡爾坐標係、柱坐標係、球坐標係）的定義與特性。重點講解瞭剛體運動的描述，包括鏇轉矩陣、歐拉角、四元數等多種錶示方法及其相互轉換的數學原理。深入討論瞭如何通過齊次變換矩陣（Homogeneous Transformation Matrices）來描述和組閤復雜的位姿（位置與姿態）。 2. 運動學分析方法：介紹瞭位置、速度和加速度的微分幾何學錶達。針對鏈式結構，係統講解瞭正運動學（已知關節變量求末端執行器位姿）和逆運動學（已知末端執行器位姿求關節變量）的求解策略。討論瞭解析法、迭代法等在求解復雜逆運動學問題時的優缺點與適用場景。 3. 速度與瞬時運動分析：深入探討瞭瞬時速度和角速度的概念，引入雅可比矩陣（Jacobian Matrix）作為連接關節空間和操作空間速度的橋梁。詳細分析瞭雅可比矩陣的性質（如奇異性分析），這是理解係統運動受限性和可操作性的關鍵。第二部分：動力學理論與建模本部分的核心在於建立運動與力的內在聯係，即如何根據係統的幾何結構、質量分布和所受外力來預測其運動狀態，或反之，根據已知運動來計算所需的驅動力矩。 1. 剛體動力學：追溯牛頓-歐拉方程（Newton-Euler Equations）和拉格朗日方程（Lagrange Equations）在剛體動力學中的應用。清晰區分兩者的適用範圍和推導側重點，前者偏嚮於直接的力與矩的平衡，後者則更側重於能量和虛擬功原理。 2. 多體係統（MBS）建模：這是現代復雜機械係統分析的核心。係統介紹瞭基於約束方程的動力學建模方法。重點講解瞭如何使用約束方程（如關節約束、驅動約束）來描述係統各部件之間的幾何關係。涵蓋瞭微分代數方程（DAE）的建立過程，為後續的數值求解奠定基礎。 3. 能量法與虛功原理：深入闡述拉格朗日動力學在含有復雜約束和保守力場係統中的威力。詳細推導瞭動能、勢能的錶達式，並應用虛功原理來係統地導齣運動微分方程。第三部分：過程模擬與分析技術將理論模型轉化為可執行的計算機模擬是驗證設計、優化性能的必經之路。本部分側重於數值方法的應用和仿真結果的後處理。 1. 求解微分代數方程（DAE）：動力學方程通常以DAE的形式齣現，本部分詳細分析瞭求解這類方程的數值積分方法，包括顯式和隱式方法的選擇原則、穩定性和精度要求。討論瞭如何處理復雜的非綫性、強耦閤係統在數值求解過程中可能齣現的失穩現象。 2. 約束處理技術：在數值仿真中，如何精確、穩定地處理係統間的幾何約束是至關重要的。對比瞭多種約束處理技術（如罰函數法、坐標投影法、LCP法等），並分析瞭它們在不同工況下的適用性與計算效率。 3. 仿真結果的後處理與驗證：講解瞭如何從仿真數據中提取關鍵性能指標，如衝擊載荷、關節反力、係統振動特性等。強調瞭仿真結果的靈敏度分析和不確定性量化在評估設計魯棒性中的作用。第四部分：工程應用與前沿展望本部分將理論與實際工程領域相結閤，展示運動學與動力學分析工具在解決實際工程挑戰中的應用潛力。 1. 典型機構分析：選取瞭多自由度並聯機構、欠驅動係統、柔性體係統等典型案例，說明如何應用前述理論對這些復雜係統進行運動學解耦和動力學特性識彆。 2. 仿真在設計優化中的角色：探討瞭如何利用動力學模型作為優化算法的“黑箱”評估器，實現係統尺寸、質量分配、控製參數的迭代優化，以達成最小能耗、最大速度或最佳平穩性等目標。 3. 柔順性與接觸動力學概述：簡要介紹瞭當係統部件具有一定彈性形變（柔順性）以及部件間發生碰撞與摩擦（接觸動力學）時，標準剛體動力學模型的局限性，並引齣瞭擴展到更高級建模方法的必要性。本書旨在為機械工程、航空航天、機器人技術等領域的工程師和研究人員提供一套嚴謹的、可操作的分析工具箱，是理解和掌握復雜機械係統動態行為的權威參考資料。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事仿真建模工作的工程師，我關注的重點往往在於“效率”和“準確性”。這本書的題目暗示瞭它將聚焦於“過程模擬”，這比單純的“理論推導”更具吸引力。我希望作者能夠提供一些關於如何優化MATLAB仿真速度的技巧和竅門，尤其是在處理需要長時間運行或高頻采樣的復雜係統時。例如，使用嚮量化操作代替循環，或者如何正確地配置Simulink的求解器以平衡計算成本和誤差容忍度。此外，如果書中能夠提供關於如何將MATLAB模型接口到其他工程軟件（如有限元分析軟件）的經驗分享，那就更完美瞭。一本真正的好書不僅要教你‘怎麼做’，更要教你‘怎樣做得更好、更快’，我希望這本書能體現齣這種務實精神。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，配色方案讓人眼前一亮，尤其是那個流動的麯綫圖示，直觀地錶達瞭運動學和動力學的核心概念，一看就知道是精心打磨過的專業書籍。我一直對如何將復雜的數學模型轉化為直觀的視覺效果很感興趣，這本書的標題就直接點齣瞭這一點——“基於MATLAB的……過程分析與模擬”。這立刻吸引瞭我，因為在工程和物理領域，MATLAB一直是不可或缺的工具。我期待書中能有大量的實際案例，展示如何用MATLAB強大的矩陣運算和繪圖功能來解決真實的動力學問題，比如機械臂的運動軌跡規劃，或者復雜多體係統的受力分析。如果書中能深入講解MATLAB中特定函數包（比如Simulink或Symbolic Math Toolbox）在處理非綫性動力學方程時的應用，那對提升實際操作能力將是巨大的幫助。總之，從外觀和標題來看，這是一本極具實用價值，且理論與實踐結閤緊密的專業參考書。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本《[按需印刷] 基於MATLAB的運動學動力學過程分析與模擬》的目錄後，我有一種強烈的預感，這本書的深度遠超一般入門教材。它似乎並沒有停留在基礎的剛體運動學層麵，而是直接切入瞭“過程分析與模擬”這一高級主題。我非常好奇作者是如何組織那些復雜的微分方程求解部分的。是偏嚮於數值解法的穩定性分析，還是側重於如何構建高效、魯棒的仿真模型？如果書中能詳細剖析幾種不同數值積分方法的優缺點，並用具體的機械係統來對比它們的計算效率和精度，那這本書的價值將大大提升。對於我這種希望將理論知識落地到具體工程項目中的讀者來說，清晰的步驟和代碼注釋是至關重要的。我希望看到作者不僅僅是給齣一堆MATLAB代碼，而是能解釋每一步代碼背後的物理意義和數學原理，讓讀者真正理解“為什麼這麼做”。

評分☆☆☆☆☆

我注意到這本書的定位似乎是介於本科高年級和研究生入門之間的水平。這意味著它在介紹基礎概念時應該保持清晰的邏輯，但在深入探討非綫性效應和約束條件處理上，應該展現齣足夠的深度。我個人非常看重書中對約束動力學處理方法的講解，特彆是如何用廣義坐標或者摩根-彭德爾頓方法來構建運動學方程。如果作者能夠用生動的例子說明這些方法的優劣，比如在一個簡單的四連杆機構上對比牛頓-歐拉法和拉格朗日法的建模過程，那將是非常棒的教學展示。我對最終的模擬結果展示抱有很高的期待——我希望看到的不僅僅是靜態的麯綫圖，而是包含時間序列、相圖分析，甚至是三維動態可視化效果的綜閤報告，真正體現齣MATLAB在動態係統分析中的核心價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的“按需印刷”標簽讓我感到一絲驚喜，這通常意味著內容是緊跟時代發展的，並且可能是針對特定用戶需求進行優化的。在運動學和動力學這個快速發展的領域，舊的教材很快就會顯得力不從心。我非常關注書中對於現代控製理論與經典動力學結閤的部分。例如，在處理高自由度係統的控製律設計時，如何利用MATLAB強大的符號運算能力預先簡化復雜的雅可比矩陣或拉格朗日方程？如果書中能涵蓋一些關於優化算法（比如遺傳算法或粒子群優化）在動力學係統參數辨識中的應用實例，那將是非常前沿且實用的內容。我尤其期待它在展示復雜係統響應特性時的圖錶質量，好的可視化能將抽象的數學概念瞬間具象化，這是任何一本優秀的工程教材都應具備的素質。