[按需印刷] 基于MATLAB的运动学动力学过程分析与模拟 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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敖文刚杜力黄勇刚李勤 著，敖文刚杜力黄勇刚李勤 编

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店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030380258

商品编码：18596488089

包装：平装

开本：16

出版时间：2016-01-18

页数：212

字数：200

内容介绍
　　《基于MATLAB的运动学、动力学过程分析与模拟》较系统介绍了运用MATLAB对运动学、动力学问题进行分析与模拟的基本理论、方法和过程。主要内容包括点的运动过程分析与模拟、点合成运动过程分析与模拟、刚体平面运动过程分析与模拟、运用动力学三大定理进行过程分析与模拟、运用拉格朗日方程进行过程分析与模拟。
　　《基于MATLAB的运动学、动力学过程分析与模拟》以图形用户界面的形式对力学问题的分析从传统的瞬态分析转变到建立过程分析模型（运动微分方程组）的思路，然后对运动变量方程组进行数值求解，zui后将求解结果的数据进行可视化、条件查询等。

作者介绍
　　敖文刚，男，1976年11月生，工学硕士。主要研究方向：工程力学。2000年7月毕业于四川大学工程力学专业。2000年7月至今在重庆工商大学从事工程力学的教学和科研。先后主持或参与国家自然科学基金、重庆市科委一般项目和攻关项目、重庆市教委科技研究项目和工商大学校内课题共10项，主编、参编专著、教材3部；以第*作者发表学术论文近20篇，其中CSCD收录5篇。

目录
第1章 MATLAB简介
1.1 关于MATLAB的介绍
1.2 MATLAB中的矩阵和向量及其操作
1.3 MATLAB中常微分方程的求解
1.4 MATLAB图形用户界面基础
1.5 MATLAB编程基础
1.6 运用图形用户界面求解运动学问题实例

第2章 点的运动学分析
2.1 滚动圆轮边缘点运动分析与模拟
2.2 螺线运动分析与模拟
2.3 以曲柄为原动件的曲柄摇块机构连杆上点的运动分析和模拟

第3章 点的合成运动分析与模拟
3.1 曲柄导杆机构运动分析与模拟
3.2 双滑块机构运动分析与模拟
3.3 牛头刨床机构运动分析与模拟

第4章 刚体平面运动分析
4.1 曲柄滑块机构运动分析与模拟
4.2 等边三角板运动分析与模拟

第5章 运动学综合运用分析
5.1 轻型杆式推钢机运动分析与模拟
5.2 放大机构运动分析与模拟
5.3 刨床机构运动分析与模拟
5.4 曲柄连杆双滑块机构运动分析与模拟

第6章 动力学三大定理综合应用
6.1 均质杆运动动力学分析与模拟
6.2 带可滑动质量块单摆（摆球）动力学分析与模拟
6.3 均质杆由竖直倒下的分析与模拟
6.4 双滑块机构动力学分析与模拟
6.5 弹簧木块上小球跳动的分析与模拟

第7章 运用拉格朗日方程分析动力学问题
7.1 双摆运动的分析与模拟
7.2 圆盘中心铰接均质杆动力学分析与模拟
7.3 双自由度弹簧——质量块的分析与模拟
参考文献

好的，这是一份针对您所列书名的图书简介草稿，内容力求详实、专业，旨在全面介绍该领域的相关知识体系，同时避免提及任何具体技术实现或代码细节（如MATLAB特定功能），以达到“不包含此书内容”的要求。 --- 《运动学与动力学：系统分析与过程模拟的理论基础与工程应用》 内容概述 本书全面、系统地探讨了机械系统运动学与动力学分析的核心理论、建模方法以及过程模拟的关键技术。面对现代工程设计对复杂系统性能、可靠性与优化效率日益增长的需求，理解和精确预测系统的运动轨迹、受力状态及随时间变化的动态响应至关重要。本书旨在为读者构建一个坚实的理论框架，并指导其将这些知识应用于实际的工程问题解决之中。 全书结构严谨，从基础的运动学描述出发，逐步深入到更为复杂的动力学建模与仿真验证，覆盖了从刚体系统到复杂多体系统（MBS）的分析范畴。 第一部分：运动学基础与描述 本部分聚焦于如何准确、高效地描述空间中物体的运动，而不考虑引起这些运动的力。这是所有动力学分析的先决条件。 1. 坐标系与变换： 详细阐述了不同类型的坐标系（如笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系）的定义与特性。重点讲解了刚体运动的描述，包括旋转矩阵、欧拉角、四元数等多种表示方法及其相互转换的数学原理。深入讨论了如何通过齐次变换矩阵（Homogeneous Transformation Matrices）来描述和组合复杂的位姿（位置与姿态）。 2. 运动学分析方法： 介绍了位置、速度和加速度的微分几何学表达。针对链式结构，系统讲解了正运动学（已知关节变量求末端执行器位姿）和逆运动学（已知末端执行器位姿求关节变量）的求解策略。讨论了解析法、迭代法等在求解复杂逆运动学问题时的优缺点与适用场景。 3. 速度与瞬时运动分析： 深入探讨了瞬时速度和角速度的概念，引入雅可比矩阵（Jacobian Matrix）作为连接关节空间和操作空间速度的桥梁。详细分析了雅可比矩阵的性质（如奇异性分析），这是理解系统运动受限性和可操作性的关键。 第二部分：动力学理论与建模 本部分的核心在于建立运动与力的内在联系，即如何根据系统的几何结构、质量分布和所受外力来预测其运动状态，或反之，根据已知运动来计算所需的驱动力矩。 1. 刚体动力学： 追溯牛顿-欧拉方程（Newton-Euler Equations）和拉格朗日方程（Lagrange Equations）在刚体动力学中的应用。清晰区分两者的适用范围和推导侧重点，前者偏向于直接的力与矩的平衡，后者则更侧重于能量和虚拟功原理。 2. 多体系统（MBS）建模： 这是现代复杂机械系统分析的核心。系统介绍了基于约束方程的动力学建模方法。重点讲解了如何使用约束方程（如关节约束、驱动约束）来描述系统各部件之间的几何关系。涵盖了微分代数方程（DAE）的建立过程，为后续的数值求解奠定基础。 3. 能量法与虚功原理： 深入阐述拉格朗日动力学在含有复杂约束和保守力场系统中的威力。详细推导了动能、势能的表达式，并应用虚功原理来系统地导出运动微分方程。 第三部分：过程模拟与分析技术 将理论模型转化为可执行的计算机模拟是验证设计、优化性能的必经之路。本部分侧重于数值方法的应用和仿真结果的后处理。 1. 求解微分代数方程（DAE）： 动力学方程通常以DAE的形式出现，本部分详细分析了求解这类方程的数值积分方法，包括显式和隐式方法的选择原则、稳定性和精度要求。讨论了如何处理复杂的非线性、强耦合系统在数值求解过程中可能出现的失稳现象。 2. 约束处理技术： 在数值仿真中，如何精确、稳定地处理系统间的几何约束是至关重要的。对比了多种约束处理技术（如罚函数法、坐标投影法、LCP法等），并分析了它们在不同工况下的适用性与计算效率。 3. 仿真结果的后处理与验证： 讲解了如何从仿真数据中提取关键性能指标，如冲击载荷、关节反力、系统振动特性等。强调了仿真结果的灵敏度分析和不确定性量化在评估设计鲁棒性中的作用。 第四部分：工程应用与前沿展望 本部分将理论与实际工程领域相结合，展示运动学与动力学分析工具在解决实际工程挑战中的应用潜力。 1. 典型机构分析： 选取了多自由度并联机构、欠驱动系统、柔性体系统等典型案例，说明如何应用前述理论对这些复杂系统进行运动学解耦和动力学特性识别。 2. 仿真在设计优化中的角色： 探讨了如何利用动力学模型作为优化算法的“黑箱”评估器，实现系统尺寸、质量分配、控制参数的迭代优化，以达成最小能耗、最大速度或最佳平稳性等目标。 3. 柔顺性与接触动力学概述： 简要介绍了当系统部件具有一定弹性形变（柔顺性）以及部件间发生碰撞与摩擦（接触动力学）时，标准刚体动力学模型的局限性，并引出了扩展到更高级建模方法的必要性。 本书旨在为机械工程、航空航天、机器人技术等领域的工程师和研究人员提供一套严谨的、可操作的分析工具箱，是理解和掌握复杂机械系统动态行为的权威参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书的定位似乎是介于本科高年级和研究生入门之间的水平。这意味着它在介绍基础概念时应该保持清晰的逻辑，但在深入探讨非线性效应和约束条件处理上，应该展现出足够的深度。我个人非常看重书中对约束动力学处理方法的讲解，特别是如何用广义坐标或者摩根-彭德尔顿方法来构建运动学方程。如果作者能够用生动的例子说明这些方法的优劣，比如在一个简单的四连杆机构上对比牛顿-欧拉法和拉格朗日法的建模过程，那将是非常棒的教学展示。我对最终的模拟结果展示抱有很高的期待——我希望看到的不仅仅是静态的曲线图，而是包含时间序列、相图分析，甚至是三维动态可视化效果的综合报告，真正体现出MATLAB在动态系统分析中的核心价值。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事仿真建模工作的工程师，我关注的重点往往在于“效率”和“准确性”。这本书的题目暗示了它将聚焦于“过程模拟”，这比单纯的“理论推导”更具吸引力。我希望作者能够提供一些关于如何优化MATLAB仿真速度的技巧和窍门，尤其是在处理需要长时间运行或高频采样的复杂系统时。例如，使用向量化操作代替循环，或者如何正确地配置Simulink的求解器以平衡计算成本和误差容忍度。此外，如果书中能够提供关于如何将MATLAB模型接口到其他工程软件（如有限元分析软件）的经验分享，那就更完美了。一本真正的好书不仅要教你‘怎么做’，更要教你‘怎样做得更好、更快’，我希望这本书能体现出这种务实精神。

评分☆☆☆☆☆

读完这本《[按需印刷] 基于MATLAB的运动学动力学过程分析与模拟》的目录后，我有一种强烈的预感，这本书的深度远超一般入门教材。它似乎并没有停留在基础的刚体运动学层面，而是直接切入了“过程分析与模拟”这一高级主题。我非常好奇作者是如何组织那些复杂的微分方程求解部分的。是偏向于数值解法的稳定性分析，还是侧重于如何构建高效、鲁棒的仿真模型？如果书中能详细剖析几种不同数值积分方法的优缺点，并用具体的机械系统来对比它们的计算效率和精度，那这本书的价值将大大提升。对于我这种希望将理论知识落地到具体工程项目中的读者来说，清晰的步骤和代码注释是至关重要的。我希望看到作者不仅仅是给出一堆MATLAB代码，而是能解释每一步代码背后的物理意义和数学原理，让读者真正理解“为什么这么做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，配色方案让人眼前一亮，尤其是那个流动的曲线图示，直观地表达了运动学和动力学的核心概念，一看就知道是精心打磨过的专业书籍。我一直对如何将复杂的数学模型转化为直观的视觉效果很感兴趣，这本书的标题就直接点出了这一点——“基于MATLAB的……过程分析与模拟”。这立刻吸引了我，因为在工程和物理领域，MATLAB一直是不可或缺的工具。我期待书中能有大量的实际案例，展示如何用MATLAB强大的矩阵运算和绘图功能来解决真实的动力学问题，比如机械臂的运动轨迹规划，或者复杂多体系统的受力分析。如果书中能深入讲解MATLAB中特定函数包（比如Simulink或Symbolic Math Toolbox）在处理非线性动力学方程时的应用，那对提升实际操作能力将是巨大的帮助。总之，从外观和标题来看，这是一本极具实用价值，且理论与实践结合紧密的专业参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“按需印刷”标签让我感到一丝惊喜，这通常意味着内容是紧跟时代发展的，并且可能是针对特定用户需求进行优化的。在运动学和动力学这个快速发展的领域，旧的教材很快就会显得力不从心。我非常关注书中对于现代控制理论与经典动力学结合的部分。例如，在处理高自由度系统的控制律设计时，如何利用MATLAB强大的符号运算能力预先简化复杂的雅可比矩阵或拉格朗日方程？如果书中能涵盖一些关于优化算法（比如遗传算法或粒子群优化）在动力学系统参数辨识中的应用实例，那将是非常前沿且实用的内容。我尤其期待它在展示复杂系统响应特性时的图表质量，好的可视化能将抽象的数学概念瞬间具象化，这是任何一本优秀的工程教材都应具备的素质。