內容簡介
本書系統介紹了MATLAB語言及其在機械工程中的套用。全書共分10章,內容包括MATLAB
語言的基礎知識和基本運算,數據可視化技術,輔助數值分析與處理,輔助最佳化設計,套用接口編程,動態仿真設計。模糊系統輔助設計,智慧型算法,用戶界面程式設計等,書末還附列了MATLAB的命令、庫函式及常用工具箱等內容。
本書在系統講述MATLAB語言的基礎上,重點講述MATLAB語言在機械工程領域的套用,既可作為工科高年級學生和研究生學習MATLAB語言的教材,也可供廣大工程技術人員參考。
目錄
前言
第1章 MATLAB的基礎知識
1.1 MATLAB簡介
1.2 MATLAB的集成工作環境
1.3 MATLAB的基本特性
1.4 MATLAB的M檔案
第2章 MATLAB的基本運算
2.1 矩陣及其運算
2.2 矩陣的創建及尋訪
2.3 MATLAB的函式及基本運算
第3章 數據可視化技術
3.1 圖形視窗及坐標系
3.2 二維繪圖功能
3.3 三維繪圖功能
3.4 特殊圖形
3.5 動態圖形
3.6 MATLAB的圖形窗及圖形列印
第4章 輔助數值分析與處理
4.1 多項式
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
4.6 數值微商
4.7 數值積分
第5章 輔助最佳化設計與機械工程套用
5.1 MATLAB求解最最佳化問題的方法及常用函式
5.2 無約束最最佳化問題
5.3 有約束最最佳化問題
5.4二次規劃問題
5.5多目標規劃問題
5.6 最大最小化問題
第6章 套用接口編程與機械工程套用
6.1 MATLAB的程式設計及其在機械工程中的套用
6.2 MATLAB的數據接口
6.3 檔案I/O操作
6.4MEX檔案與動態連結
6.5 MATLAB計算引擎
第7章 動態仿真設計與機械工程套用
7.1 仿真技術概論
7.2 機電系統建模
7.3 SIMULINK概述
7.4 SIMULINK的功能模組及建模
7.5 子系統及其封裝和套用
7.6 S-Function設計
7.7 機構系統建模與仿真分析——SimMechanics
第8章 模糊系統輔助設計與機械工程套用
8.1 模糊系統概述
8.2 模糊邏輯工具箱命令函式及套用
8.3 模糊推理系統的設計
8.4 套用模糊邏輯系統的設計
8.5 模糊系統輔助設計示例
第9章 智慧型算法及其在機械工程中的套用
9.1 模擬退火算法
9.2 遺傳算法
9.3 神經網路最佳化算法
9.4 智慧型混合系統最佳化設計方法
9.5 蟻群算法
9.6粒子群算法
第10章 用戶界面程式設計
10.1 界面設計基本原則及方法
10.2 圖形對象句柄及GUI設計工具簡介
10.3 選單設計
10.4 控制項設計
10.5 用戶界面設計示例
附錄
附錄A MATLAB的命令及函式簡介
附錄B MATLAB的庫函式總匯
附錄C MATLAB的常用工具箱函式總匯
參考文獻
線上試讀部分章節
第1章 MATLAB的基礎知識
MATLAB語言是一種功能非常強大的工程語言,目前是國際上最優秀的科技套用軟體之一。它以強大的科學計算與可視化功能、開放式可擴展環境以及簡單易學、使用方便等一系列優點,成為各行各業計算機輔助設計和分析、算法研究和套用開發的卓越平台。特別是其附帶的幾十個面向不同領域的工具箱,使其套用範圍覆蓋了當今幾乎所有的工業領域,套用範圍非常廣泛。
1.1 MATLAB簡介
1.1.1 MATLAB的發展歷程
MATLAB是由MATrix和LABoratory兩個英文單詞的前3個字母組成。MATLAB的發展經歷了以下幾個重要的發展時期:
1)20世紀70年代後期,時任美國新墨西哥大學計算機科學系主任的Cleve Moler教授為學生開發了矩陣特徵值求解及線性方程求解的FORTRAN程式庫及接口程式,取名為MATLAB,並開始流傳。
2)1983年春,Cleve Moler博士與John Little等人用c語言開發了MATLAB的第二代專業版,具有數值計算及數據圖形化功能。
3)1984年,Cleve Moler與John Little成立了MathWorks公司,正式把MATLAB推向市場。
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,支持更多的數據結構,無論界面還是功能都較4.x版有長足進展。1999年推出了5.3版,進一步改善了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軟體的一次飛躍,它的可視化界面煥然一新,風格更加平易近人,而且還添加了對JAVA的支持,函式館也進一步進行了擴充,運算速度更快、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核心數值算法,支持各種數據類型的數學運算。MATLAB 7.0版命令解釋程式最佳化了曾在6.5版提出的MATLAB JIT加速器,大大提高了循環操作執行速度。
8)2006年1月,MathWorks公司推出了MATLAB R2006a版。該版本增加了基於.NET及COM組件、生物化學系統、離散事件仿真系統等新內容。該版本界面秉承其一貫風格,但更加簡潔、功能更強、運算速度更快、性能更好。本書內容即按該版本介紹。
隨著MATLAB版本的不斷升級,MATLAB的功能也越來越強大,使用也越來越方便。