MATLAB车辆工程应用实战

内容概要

余胜威，毕业于西南交通大学。有6年以上的MATLAB应用经验，精通MATLAB算法开发，对程序设计有独到的见解。荣获省级、国家级数学建模竞赛一等奖4项、二等奖3项、优秀奖1项，还获得了编程和其他类竞赛奖4项。已录用论文3篇，参与项目10余个，独立编写了4部MATLAB应用领域的图书。目前主要从事图像处理、人工智能、信号分析、故障诊断和算法开发等相关方面的研究。

书籍目录

第1篇MATLAB常见技巧应用及控制系统分析基础

第1章MATLAB基础知识

1.1本章导读

1.2MATLAB界面功能简介

1.3MATLAB矩阵基本运算

1.4MATLAB图形点线样式的设置

1.5MATLAB绘图函数的使用

1.5.1平面绘图

1.5.2三维绘图

1.5.3图形动画的显示

1.5.4数据趋势逼近

1.5.5基本图像处理

1.6MATLAB代码转可执行软件

1.7MATLAB代码执行时间的计算

1.8使用Notebook

1.9读取十六进制数并转换成十进制数

1.10解决Simulink模型打不开的问题

1.11结果保存至文本文件

第2章图形显示及GUI设计

2.1本章导读

2.2Annoation图形标注

2.3图形局部放大

2.4给图像加上缩放滚动条

2.5GUI应用分析

2.5.1图像加载和存储

2.5.2GUI图形显示

2.5.3可变GUI窗体设置

2.6随机变量分布图

2.7符号变量应用求解

2.8对数函数图绘制

2.9在界面上显示特殊字符

第3章简单工程应用分析

3.1本章导读

3.2反射定理证明求解

3.3椭圆面积积分求解

3.4天然气井的开采量求解

3.5烟草摄入量求解

3.6阻力大小与下落速度求解

第4章滤波器设计及控制系统仿真建模

4.1本章导读

4.2傅立叶变换的性质

4.3Fourier变换

4.3.1MATLAB Fourier工具箱实例

4.3.2快速傅立叶变换与仿真

4.3.3低通滤波器设计

4.4 Z变换的应用

4.5系统传递函数模型

4.5.1传递函数定义

4.5.2传递函数的特性

4.6动力学系统基本元件

4.6.1惯性元件

4.6.2弹性元件

4.6.3阻尼元件

4.7机械手臂控制系统仿真

第5章弹簧阻尼系统建模

5.1本章导读

5.2弹簧振子简谐振动动画

5.3一阶延迟环节

5.4单自由度弹簧阻尼系统

5.4.1机械系统

5.4.2力—电系统

5.5多自由度振动系统

5.5.1二自由度系统

5.5.2半正定三自由度系统

第2篇MATLAB PID控制及车辆控制仿真应用

第6章基于PID的控制算法

6.1本章导读

6.2PID控制原理

6.3专家PID控制

6.4增量式PID控制算法及仿真

6.5积分分离PID控制算法及其仿真

6.6PID恒温控制

6.7PID直流电机速度控制

6.8基于卡尔曼滤波器的PID控制

6.8.1卡尔曼滤波

6.8.2卡尔曼温度跟踪

6.8.3卡尔曼的PID控制

6.9基于PID的智能小车循迹控制仿真

第7章基于人群搜索算法的PID参数整定

7.1SOA算法在PID控制中的运用

7.1.1PID控制原理

7.1.2 PID的离散化处理

7.1.3基于SOA的PID参数整定的基本原理

7.2基于SOA的PID参数整定的设计方案

7.2.1参数的编码

7.2.2适应度函数的选取

7.2.3搜索步长的确定

7.2.4搜索方向的确定

7.2.5个体位置的更新

7.2.6算法流程

7.2.7算法实例

7.2.8PID参数整定结果

7.3进给伺服系统传递函数模型

7.4基于SOA算法的进给伺服系统PID整定

7.4.1参数的编码

7.4.2适应度函数的选取

7.4.3搜索步长的确定

7.4.4搜索方向的确定

7.4.5个体位置的更新

7.4.6SOA算法流程

7.4.7PID参数整定结果

第8章基于LQR和PID的倒立摆小车控制

8.1本章导读

8.2问题背景

8.3线性系统

8.3.1状态空间表达式

8.3.2系统状态线性变换

8.3.3线性系统的能控性

8.4最优控制

8.4.1线性二次型控制

8.4.2LQR状态反馈矩阵求解

8.4.3PID状态反馈矩阵求解

8.5单摆运动系统仿真动画

8.6倒立摆系统

8.6.1一级倒立摆系统分析

8.6.2利用LQR法设计控制器

8.6.3利用PID法设计控制器

8.7倒立摆系统平衡控制系统设计

8.7.1线性二次型倒立摆控制

8.7.2PID倒立摆控制

第9章结构静力学设计仿真计算

9.1本章导读

9.2桁架的静力分析

9.3梁的静力分析

9.4桁架模态分析动画设计

9.5基于单元刚度矩阵的结构受力分析

9.5.1平面桁架单元刚度矩阵

9.5.2平面梁单元的刚度方程

9.5.3平面钢架单元的刚度方程

第10章悬臂梁振动主动控制

10.1本章导读

10.2振动主动控制原理分析

10.3悬臂梁振动动力学模型

10.3.1悬臂梁振动力学分析

10.3.2悬臂梁振动微分方程

10.3.3固有频率和主振型

10.4悬臂梁的PID控制仿真

10.4.1PID控制理论

10.4.2PID控制器设计与算法仿真

第11章机构学运动仿真

11.1本章导读

11.2曲柄摇杆机构点迹的动态仿真

11.2.1曲柄摇杆机构模型的分析

11.2.2Simulink仿真程序设计

11.3曲柄摇杆机构运动仿真

11.4双曲柄机构

11.5双曲柄机构运动仿真

11.6曲柄滑块机构运动学仿真建模

11.7复向量坐标系下的曲柄滑块机构仿真

11.8曲柄滑块机构运动仿真

第12章敞篷汽车优化设计及模态分析

12.1本章导读

12.2汽车敞篷机构设计分析

12.3敞篷汽车三段式折叠软顶设计

12.4汽车敞篷机构运动仿真

12.5模态分析法

12.5.1二自由度系统传递函数

12.5.2二自由度系统模态分析

……

第13章列车系统控制仿真

第14章汽车振动控制仿真

第15章汽车车灯光源优化分析

第3篇MATLAB算法设计提高

第16章椭圆拟合和微分方程计算

第17章隐式逐步积分法

第18章基于PSO的优化设计

第19章基于GA的优化分析

第20章基于PSO的机构优化

参考文献

作者简介

《MATLAB车辆工程应用实战》全面系统地讲解了MATLAB控制仿真在车辆工程中的应用。书中结合理论和求解对象，解决复杂的工程问题，为实际工程所用，并且对网络论坛上讨论的大部分相关疑难问题，《MATLAB车辆工程应用实战》均有涉及。《MATLAB车辆工程应用实战》注重实战，讲解时给出了大量的实例以求解车辆工程的常见问题，从而帮助读者更好地学习。《MATLAB车辆工程应用实战》共20章，分为3篇。涵盖的内容有：MATLAB基础知识、图形显示及GUI设计、简单工程应用分析、滤波器设计及控制系统仿真建模、弹簧阻尼系统建模、基于PID的控制算法、基于人群搜索算法的PID参数整定、基于LQR和PID的倒立摆小车控制、结构静力学设计仿真计算、悬臂梁振动主动控制、结构学运动仿真、敞篷汽车优化设计及模态分析、列车系统控制仿真、汽车振动控制仿真、汽车车灯光源优化分析、椭圆拟合和微分方程计算、隐式逐步积分法、基于PSO的优化设计、基于GA的优化分析和基于PSO的机构优化。

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