机械原理MATLAB辅助分析
该书籍提供了如何基于MATLAB软件进行机械原理里面一些机械结构的运动分析，里面还有MATLAB程序可供使用，很不错的一本书。高等学校教材◎李滨城徐超编著机械原理 MATLA辅助分析化学孓业約版祉本书介绍了数学软件 MATLAB辅助机械原理分析的方法。运用解析法,通过建立数学模型,对机构与机器进行精确的分析与综合,是机械原理学科发展的重要方向。全书分为七章,分别应用 MATLAB进行了平面连杆机构的运动分析、平面连杆机构的力分析、连杄机构设计、凸轮机构设计、齿轮机构设计、机械的运转及其速度波动的调节和机构优化设计,每一专题内容通过数学模型的建立、计算实例的介绍、 MATLAB程序的编制,深入浅出地介绍了 MATLAB在机槭原理中的应用。书中大量的程序实例不但实用,更包含作者多年在机械原理教学中使用 MATLAB的经验。本书既可作为高校机械类专业选修课的教材,也可作为学习机械原理和机械原理课程设计的参考书。图书在版编目(CIP)数据机械原理 MATLAB辅助分析/李滨城,徐超编著北京:化学工业出版社,2011.5ISBN978-7-122-10596-7I·机…Ⅲ.①李…②徐…Ⅲ,机构学-计算机辅助分析软件包, MATLABⅣ.TH1139中国版本图书馆CP数据核字.(2011)第026200号责任编辑:杜进祥周永红装帧设计:韩飞责任校对:边涛出版发行:化学工业出版社(北京市东城区青年溯南街13号邮政编码100011)印刷:北京市振南印刷有限责任公司装订:三河市宇新装订厂710mm×100m1/16印张11%字数227千字2011年7月北京第1版第1次印刷购书咨询:010645188传真:010-64519686)售后服务:010-64518899网址:http://www.cipciom,cn凡购买本书,如有缺损质量问题,本社销售中心负责调换。定价:25.0元版权所有违者必究前FOREWORD机械原理 MATLAB辅助分析现今,计算机辅助设计在机被原理学科中得到了广泛的应用。为了在教学中培养学生利用计算机先进软件解决实际问题的思维方法和动手能力,我们从2007年开始尝试在机械原理教学中应用 MATLAB辅助机械原理分析与综合,在多年教学改革实践的基础上,编写了这本《机械原理 MATLAB辅助分析》本书运用科学与工程计算语言 MATLAB进行编程计算,它是一种数值计算的优秀工具,易学易用,一般学生只要经过10多个小时的练习就能够用它完成所需要的计算。本书在内容编写上首先是应用解析法建立分析或综合的数学模型,然后通过具体的计算实例来说明数学模型的使用方法,接着用 MATLAB进行编程计算。书中所附程序全部在计算机上调试通过,有些实例还根据运算结果绘制出了相应的分析曲线图和设计仿真图。其目的一方面可加深学生对课程内容的理解,提高分析问题和解决问题的能力;另一方面,意在培养学生独立编程能力,掌握 MATLAB编程方法和技巧。在编写本书过程中,编者参考了高等院校理工科机械类专业机械原理课程的现行教学大纲,也参照了兄弟院校编写的《机械原理》有关教材。江苏科技大学有关领导和机械原理学科组对本书的编写和出版给予了热情的帮助和支持,在此谨致深切的谢意。由于编者水平有限,加之编写仓促,书中定有不妥之处,恳请读者批评指正。编者2010年10月目录CONTENTS机械原理 MATLAB辅助分析算一章平而连杆机构的运动分析第一节平面连杆机构运动分析概述…………第二节铰链四杆机构的运动分析…1128第三节曲柄滑块机构的运动分析第四节导杆机构的运动分析……………………………………………………14第五节六杆机构的运动分析习题..···.·.4444·:4.:4.4···4a,:s30第二章平面连杆机构的力分析35第一节平面连杄机构力分析概述甲曹鲁,度m曲·使普35第二节铰链四杆机构的力分析……………………………………37第三节曲柄滑块机构的力分析44第四节导杆机构的力分析…………………………………51第五节六杆机构的力分析:::·.=:··..4:··““·4“““+“++:·+t58习题…………………………………………………………-………………………68第三章莲杆机构设计第一节铰链四杆机构类型判断72第二节几何法按连杆上活动铰链已知位置设计四杆机构………………………77第三节位移矩阵法按连杆预定位置设计四杆机构第四节解析法按连杆预定位置设计四杆机构第五节按预定的运动规律设计四杆机构·97第六节按行程速比系数及有关参数设计四杆机构102习题……112算四章凸轮机构设计117笫一节推杆常用的运动规律…………………………………117第二节凸轮轮廓曲线的设计118第三节程序设计实例………………122习题130第五章齿轮机构设计第一节渐开线函数的计算133第二节渐开线标准直齿圆柱齿轮的设计计算·:.+.....::...·..:=.::·138第三节直齿圆柱齿轮机构传动设计计算143第四节渐开线齿轮的范成…………………………………………………“145习题150算六章机的运转及其遠度波动的调节151第一节机槭的运转及其速度波动的调节概述番福…·151第二节机械系统的等效动力学模型……………………………………152第三节机槭运动方程式156第四节机槭运转的速度波动及其调节方法…………………………………,165习题………………167第七章机构优化设计169第一节平面连杆机构再现已知运动规律的优化设计…169第二节凸轮机构最大压力角及其位置的确定……………………………174习題………………………………………178参者文獻第一章平面连杆机构的运动分析第一节平面连杆机构运动分析概述机构的运动分析,就是按照已知的起始构件运动规律来确定机构中其他构件的动。它的具体任务:一是求构件的位置;二是求构件的速度;三是求构件的加速度、数学模型的建立平面连杆机构属闭环机构,在用解析法进行机构运动分析时,采用封闭矢量多边形法求解较为简便。首先建立机构封闭矢量方程式,然后对时间求一阶导数得到速度方程,对时间求二阶导数得到加速度方程。二、程序设计每个平面连杆机构运动分析 MATLAB程序都由主程序和子函数两部分组成,其程序设计流程如图1-1所示。开始开始输入已知参数,如各构件尺寸等输入已知参数,如各构件尺寸等调用子函数求解位移表达式求机构的位移、速度和加速度求解速度表达式用图形输出计算结果求解加速度表达式机构运动仿真结:)结束(a)主程序b)子函数图1-1平面连杆机构运动分析程序设计流程子函数的任务是求机构在某一位置时,各构件的位移、速度和加速度;主程机械原理 MATLAB辅助分析序的任务是求机构在一个工作循环内各构件的位移、速度和加速度的变化规律,并用线图表示出来,同时进行机构运动仿真。第二节铰链四杆机构的运动分析在图1-2所示的铰链四杆机构中,已知各构件的尺寸及原动件1的方位角a1和匀角速度ω,需对其位置、速度和加速度进行分析。、数学模型的建立为了对机构进行运动分析,先如图1-2建立直角坐标系,并将各构件表示为杆矢,为了求解方便,将各杆矢用指数形式的复数表示。1.位置分析B2如图1-2所示,由封闭图形ABCDA可写出机构各杆矢所构成a163的封闭矢量方程+=+(1其复数形式表示为图1-2铰链四杆机构l1en+l2e2=l3e3+l4(1-2)将上式的实部和虚部分离,得l1 tl2 cosb2=l3 cos03+lLysin@1 +l2 sin02=L3 sine(1-3)由于式(1-3)是一个非线性方程组,直接求解比较困难,在这里借助几何方法进行求解,在图中连接BD,由此得D=2 +4A-2L1 cos9=arcsin(,singBD2-lrccs2LBDL363=π82=arcsinls sinBa-Li sinel1-4)2.速度分析将式(1-2)对时间t求一次导数,得速度关系tl202e=l30(1-5)第一章平面连杆机构的运动分析将上式的实部和虚部分离,得G1 w1 cosB)+li az cos]2=l3w3 cose1-6)Liw sinB1+1202 sinB2=l3 w3 sinB3若用矩阵形式来表示,则上式可写为l2 singal3 sinaLi sinBaI(1-7)l2 cost2Co3-l,解上式即可求得二个角速度2、aB33.加速度分析将式(12)对时间t求二次导数,可得加速度关系表达式-L2 sine ls sinB3 ]ra2w2 L2 cose2 als cos03 1o2141coS61le coste -l3 cose1an2 L2 sine2 (3 l3 sinO3 I La3u1 1 siney(18)解上式即可求得二个角加速度a2、a3。二、计算实例例1-1】如图1-2所示,已知铰链四杆机构各构件的尺寸为:l1101.6mm,l=254mm,l3=177.8mm,l4=304.8mm,原动件1以匀角速度1=250rad/s逆时针转动,计算构件2和构件3的角位移、角速度及角加速度,并绘制出运动线图。三、程序设计铰链四杆机构 MATLAB程序由主程序 crank rocker main和子函数crank rocker两部分组成。1.主程序 crank_ rocker_main文件兴著并菁兴并菁普并普菁暑菁#“萧誓養美赀黄并“兴弹一萧萧兴浙普兴黃蒉景是吴暑普暑州,暑1.输入已知数据clear ill=101.6;2=254;l3=177.8;l4=304.8omega=250;alpha1=0hd=pi/180;du=180/pi;%2.调用子函数 crank rocker计算铰链四杆机构位移,角速度,角加速度forn1=1:361theta=(nl-1)*hd:Theta, omega, alpha]-crank rocker(thetal, omega, alpha1, 11, 12, 13. 14)theta2(nl)=theta(1): theta(n1)=theta(2)
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《数字信号处理C语言程序集》 殷福亮 宋爱军
一本非常有用的书：数字信号处理C语言程序集,作者 殷福亮，宋爱军。清晰、完整。网上提供的有些版本残缺不全，存在漏页的情况，我上传的这个经仔细检查，不存在类似问题。本书内容十分丰富，紧贴工程应用实际，非常实用。提供了大量的函数及其源代码，利于读者参考。实在是不可多大的一本好书，你值得拥有！本书的具体内容不在此赘述，大家很容易百度得到的。图书在版编目(CIP)数据数字信号处理C语程序集/殷福亮、宋爱乍主编,-沈阳:辽宁科学学技术出版社,1997.7ISBN7-5381-25213数殷…Ⅲ.C语言-数学信号-信号处理应用程序Ⅳ.TN没1.72中国版本图书馆CIP数据核字(97)第03286号辽宁科学技术出版社出版沈阳市和平区北马路1(8号邮政编码110001)地方国营新民印刷总厂印刷新华书店北京发行所发开本:787×10921/16印张:28字数:710.0001997年7月第1版1997年7月第1次印刷责任编辑:马旭东版式设计:于浪封面设计;邹君文责任校对:东戈印数:15,0(0定价:30.00元目录第一篇常用数字信号的产生第一章数字信号的产生§1.1均匀分布的随机数baaa‘·aa·a··‘s4···‘44‘4··44·····4··-···§1.2正态分布的随机数…§1.3指数分布的随机数…………·······◆÷·············:§1.4拉普拉斯( Laplace)分布的随机数单·鲁。非号。非●着鲁鲁导●·。香§1.5瑞利( Rayleigh)分布的随机数……………………………………9§1.6对数正态分布的随机数………:11§L.7柯西( Cauchy)分布的随机数………·…·.13§1.8韦伯( Weibul)分布的随机数……15§1.9爱尔朗( Erlang)分布的随机数………………17§1.10贝努里( Bernoulli1)分布的随机数………●看鲁ψ鲁曹●自●喜鲁。由看看自命曲D自看19§1.11贝努里高斯分布的随机数·●中·······甲§1.12二项式分布的随机数……§1.13泊松( Poisson)分布的随机数§1·14ARMA(pq)模型数据的产生命●·p·看D●·看·。普。··●曲也。b§1.15含有高斯白噪声的正弦组合信号的产生…………§1.16解析信号的产生………35第二篇数字信号处理第一章快速傅立叶变换…"39§1.1离散傅立叶变换……§1.2快速傅立叶变换鲁鲁··音····着·D。·协。中·咖4卡4●音备·由画口省画曲命··44§1.3基4快速傅立叶变换………●4bb●■·即·●··。···鄂甲,银●看§1.4分裂基快速傅立叶变换………………………………57§1·5实序列快速傅立叶变换(-)….°°··.·····“···。61§1.6实序列快速傅立叶变换(二)……§1.7用一个N点复序州的FFT同时计算两个N点实序列离散傅立叶变换…。b自4血者b自晶。aa·70§I.8共轭对称序列的快速傅立叶反变换73§1.9紊因子快速傅立叶变换…………………………………………80§1.10 Chirp乙-变换算法…………………………………96第二章快速离散正交变换…§2.1快速哈特莱( Hartley)变换…………………………§2.2基4快速哈待莱( Hartley)变换§2.3分裂基快速哈特莱( Hartley)变换…§2.4快速离散余弦变换……15§2.5快速离散余弦反变换…………····自··非·中中····曹...·.118§2.6N=8点快速高散余弦变换·······…··…·121§27N=8点快速离散余弦反变换●鲁鲁·香垂香●鲁§28快速离散正弦变换…………………………129§2.9快速沃尔什( Walsh)变换…133§2.10快速希尔伯特变换(一)………………鲁·鲁音辛章·看·争●·●自章·自··137§2.11快速希尔伯特变换(二)…141第三章快速卷积与相关§3.1快速卷积………………………144§3.2长序列的快速卷积……………………147§33特别长序列的快速卷积…中4·鼻●………………∵"……152§3.4快速相关…………………………………………………158第四章数字滤波器的时城和频域响应…………16341数字滤波器的频率响应b●4,4看香·……163§4.2级联型数字滤波器的频率响应………………………166s4.3数字滤波器的时域响应171§4.4直接型IR数字滤波(一)………………………………174§4.5直接型IR数字滤波(二)…………177§4.6级联型IR数字滤波§4.7并联型IR数字滤波…………………………………………185第五章IR数宇滤波器的设计………………………………189§5.1巴持沃兹和切比雪夫数字滤波器的设计……◆香音非杳D,看看§5.2任意幅庋IR数字滤波器的优化设计……………………………2082第六章FIR数字滤波器的设计……………………………227§6.1窗函数方法………………………………………227§6.2频域最小误差平方设计………238§6.3切比雪夫通近方法…………………………………242第三篇随机数字信号处理第一章经典谱佔计···:·a4a命a4264§1.1功率谱估计的周期图方法264§1.2功率谱估计的相关方法………………………………………271第二章现代谱佔计隐自·音鲁章自●·●4鲁自费●●看§2.1求解一般托布利兹方程组的莱文森算法……………………280§2.2求解对称正定方程组的乔里斯基算法…83§2.3求解尤利沃克方程的莱文森德宾算法§2.4计算ARMA模型的功率谱密度……………………………….289§2.5尤利沃克谱估计算法…………292§2.6协方差谱估计算法.·…·…297§2.7Burg谱估计算法30§2.8最大似然谱估计算法鲁t···章·。看e308第三章时频分析………….314§3.1维格纳( wigner)分布……………◆鲁毋■章鲁·●●·●非b曲。島曲…314§3.2离散小波变换…318第四章随机信号的数字滤波330§41维纳( Wiener)数字滤波…唱·喜非最330§42卡尔曼( Kalman)数字滤波…·。··●··命···◆··命·335§4.3最小均方(LMS)自适应数字滤波………341§44归一化LMS自适应数字滤波344§4.5递推最小二乘(RLS)自适应数字滤波……………………348第四篇数字图像处理第一章图像基本运算………………ss"sss352§1·1图像读取、存储与显示…§1.2图像旋转….·····鲁具··。366§1.3图像灰度级直方图的计算…………368§1.4图像二值化的固定阀值法…1.5图像二值化的自适应阀值法…·中··看辛中·鲁音·甲●·372第二章图像增强-………376§2.1图像直方图均衡…………………………376§2.2中值滤波香看春·鲁自。看●··….·········色·.···B···378§2.3图像锐化······.···········世·D“·中·中···中·;··容e·咱要382§2.4图像平滑………………………………………………………………383第三章图像边缘检测辛b鲁卡鲁中●●·§31 Roberts算子边缘检测“····.…·386§3.2拉普拉斯算子边缘检测…………………………………388§3.3 Sobel算子边缘检测………§3.4 Robinson算子边缘检测………………………392§3.5 Kirsch算子边缘检测…鲁鲁·看§3.6 Prewitt算子边缘检测第四章图像细化……………………………………………139§4.1 Hilditch细化算法看●看非。●命D看鲁●●;·着●画399§4.2 Pavlidis细化算法qq··中····.404§4.3 Rosenfeld细化算法………第五篇人工神经网络第一章神经网络模型……·…·…"·416§1.1多层感知器神经网络………………………………………………416§1.2离散 Hopfield神经网络……………………………………425§1.3连续 Hopfield神经网络……。辛b4··吾。自司b命°…·434§1.4Tank- Hopfield线性规划神经网络参考文献…●●●电·单·4是p中······鲁s自····4·●……………”442第一篇常用数字信号的产生第一章数字信号的产生§1.1均匀分布的随机数功能产生(a,b)区间上均匀分布的随机数、方法简介均匀分布的概率密度函数为,a≤x≤b0,其它通常用U(2)表示,均匀分布的均值为+2,方差为(b2产生均匀分布随机数的方法如下:首先,由给定的初值x,用混合同余法ai=(ai-1+ c)(mod M)产生(0,1)区间上的随机数y。其中a=2045,c=1,M=20;然后,通过变换x;=a(b-a)y产生(ab)区间上的随机数z三、使用说明1.子函数语句double uniform (a.b. seed)2.形参说明a—双精度实型变量。给定区间的下限。b—双精度实型变量。给定区间的上限seed—长整型指针变量。*seed为随机数的种子。四、子函数程序(文件名: uniform.c)double uniform (a, b, seed)ouble ai doubled=2045兴(兴seed)+1Seed=关seed一(兴seed/1048576)为1048576;t=(兴seed)/1048576.0;t=a-(beturn (t)五、例题产生50个0到1之间均匀分布的随机数。主函数程序(文件名: uniform.m):#include " stdio. h# includi double a, bngdouble uniform(double, double, long int *a=0.0;b-1.0;s=13579for(i=0;
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