具体描述
本书是介绍有关机构运动学和动力学模型建立、程序计算、主要参数优化方法及应用的著作，建立和提出了机构分析的基本规则和一般方法，探索出动力学方程列求解方法，推导和建立了适用于该方法的杆件动力学方程。从简单机构到复杂机构、从平面机构到空间机构，分析的对象涉及凸轮机构、组合机构以及几种典型的变换传动机构。对包括印刷、纺织、农业及加工机械在内的常用机构的典型实例作了运动学和动力学分析，其中动力学分析，除个别例子外，全部应用作者提出的动力学方程序列求解方法。
本书在机构的分析方法，特别是动力学分析方法上进行了探索性研究，在机构综合方面利用VB或VC平台的可视化特点，采用人机对话方法，对机构参数寻优。提出复优化方法，将机构的运动学和动力学模型用于机构参数优化。
本书可作为高等院校机械类专业高年级学生和研究生的必修课或选修课教材，也可供相关教师、研究人员及从事机械设计的工程技术人员参考。
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我对《机构数值分析与综合》一书关于“机构参数识别”的章节尤为着迷。在许多实际应用中，我们可能无法直接获得机构所有构件的精确尺寸或连接参数，例如在对现有设备进行改进或仿制时。这本书系统地介绍了如何利用采集到的机构运动数据，结合数值优化方法，来反向识别出这些未知的机构参数。这是一种非常强大的技术，它使得我们可以通过实验数据来“学习”机构的几何模型。书中提供的算法，如最小二乘法、梯度下降法等，配合采集到的位置、速度、加速度等数据，能够高效地求解出最优的机构参数。这对于逆向工程、设备状态监测以及故障诊断都具有重要的意义。例如，当一个复杂机械系统的某个部件出现磨损，导致其几何参数发生变化时，通过对系统输出的运动进行监测和分析，就可以利用这本书中的方法来识别出磨损的程度和影响范围，从而指导维修和更换。此外，书中还涉及了如何处理测量误差和噪声，这在实际的数据驱动设计中是不可避免的问题，作者提供的鲁棒性优化方法，使得识别结果更加可靠。
评分当我翻开《机构数值分析与综合》的扉页时，我并没有预料到它会给我带来如此大的启发。书中对机构运动综合问题的处理方式，特别是关于求解自由度、确定机构自由度配置以及如何通过数值方法找到满足特定运动要求的机构参数，让我耳目一新。以往在学校学习时，机构综合往往停留在图解法和一些简单的解析方法，对于复杂的多自由度机构，往往束手无策。而这本书则系统地介绍了如何利用优化算法，例如遗传算法、模拟退火算法等，来搜索最优的机构构件尺寸和连接方式，以达到特定的性能指标，比如平稳性、效率或稳定性。这一点在设计复杂自动化生产线、飞行器操纵机构或精密医疗器械时尤为重要，需要精确控制多个运动关节之间的协调性。书中还详细阐述了如何构建问题的目标函数和约束条件，这本身就是一个严谨的工程思维训练过程。我尤其喜欢书中关于“参数化设计”和“逆向设计”的讨论，它们是如何通过数值方法将性能需求转化为具体的机构参数，从而指导设计过程。这不仅仅是数学的运用，更是工程问题分解和解决策略的体现。通过阅读这本书，我发现以往许多看似棘手的设计难题，其实都可以通过恰当的数值方法和严谨的数学建模来解决，这极大地提升了我解决工程问题的信心和能力。
评分《机构数值分析与综合》这本书的魅力在于其深度和广度，它不仅涵盖了基础的运动学和动力学分析，还涉及了许多前沿的数值算法和工程应用。书中关于“机构路径规划”的部分，让我深刻理解了如何为机器人或自动化设备设计出最优的运动轨迹，以满足特定的性能要求，例如最短时间、最小能耗或避免碰撞。作者详细介绍了各种插值和拟合技术，以及如何将这些技术与约束条件相结合，生成平滑且可执行的运动路径。这对于实现高效、精准的自动化操作至关重要。我尤其欣赏书中关于“多自由度机构的协调控制”的讨论，它揭示了如何通过数值方法来协同控制多个运动轴，使得整个机构能够按照预设的模式平稳、精确地运行。这在设计复杂的机器人系统、飞行器控制面或精密测量仪器时是不可或缺的技术。书中提供的详细的数学推导和算法实现，为读者提供了一个坚实的理论基础和实践指导。通过这本书，我认识到，现代机械工程的设计不仅仅是关于物理结构，更是关于如何通过数学和算法来赋予机构“智能”和“能力”。
评分《机构数值分析与综合》这本书以其严谨的学术性和强大的实用性，为我打开了通往高级机械设计领域的大门。书中对“机构可靠性分析”的探讨，让我意识到，在工程实践中，不仅仅要关注机构的理想状态下的性能，更要考虑其在各种不确定因素影响下的行为。作者介绍了如何利用统计学和概率论的原理，结合数值方法，来量化机构在寿命、故障率等方面的表现。例如，通过蒙特卡洛模拟等方法，可以模拟机构在多次运行过程中可能遇到的各种随机事件，从而评估其整体的可靠性水平。这对于设计那些需要在恶劣环境下工作或对可靠性要求极高的机构，如航空发动机、深海探测器等，至关重要。书中还提到了如何将可靠性指标纳入到机构的综合设计过程中，形成一种“可靠性设计”的理念，这是一种更加全面和科学的设计方法。通过这本书，我不仅掌握了计算和分析的工具，更重要的是培养了一种“全生命周期”的设计思维，即从概念设计到使用维护，都充分考虑机构的可靠性和耐久性。
评分这本《机构数值分析与综合》着实让我领略到了数学工具在工程设计中的强大力量，尤其是对于复杂的机械机构而言。在阅读之前，我总觉得机构设计更多依赖于经验和直觉，但这本书彻底颠覆了我的认知。它深入浅出地讲解了如何运用数值方法来精确地分析机构的运动学和动力学特性。例如，在分析连杆机构的运动时，书中提供的插值算法和数值积分方法，能够帮助我们避免了繁琐的解析推导，直接获得精确的运动轨迹和速度、加速度信息。这对于设计高精度、高性能的自动化设备至关重要，可以显著减少试错成本，加速产品迭代。书中对有限元方法在机构接触分析中的应用也让我印象深刻，这使得我们可以模拟不同材料、不同形状部件之间的相互作用，预测磨损、应力集中等问题，从而优化结构设计，提高机构的可靠性和耐久性。作者在讲解这些复杂概念时，总是结合具体的工程实例，比如机器人手臂的轨迹规划、汽车悬挂系统的优化等，使得抽象的数学理论变得生动形象，易于理解和应用。这本书不仅是理论的集合，更是一本实用的操作指南，对于想要深入理解机构设计原理并将其应用于实际工程问题的读者来说，绝对是一本不可多得的宝藏。它为我打开了一扇新的大门，让我看到了数值分析在机械工程领域更广阔的应用前景。
评分《机构数值分析与综合》这本书为我提供了一个全新的视角来看待机械机构的“性能”。书中将机构的性能分解为多个可量化的指标，例如运动的平稳性、传动效率、能量消耗、工作空间大小、机构的刚度等等，然后详细阐述了如何利用数值方法来分析和优化这些指标。我特别喜欢书中关于“运动学仿真”的部分，作者通过各种数值积分方法，如欧拉法、龙格-库塔法等，来求解机构的运动方程，并生成详细的运动轨迹和速度、加速度曲线。这使得我们可以在计算机上“预演”机构的实际工作过程，直观地评估其性能，并及时发现潜在的设计缺陷。例如，在设计一个周期性往复运动的机构时，通过仿真可以发现是否存在冲击或振动过大的情况，从而及时调整曲柄的转速、连杆的长度等参数。书中对于“机构刚度分析”的讲解也让我印象深刻，它揭示了在实际工作负载下，机构的变形对运动精度的影响。通过数值方法计算机构的刚度矩阵，可以帮助我们选择合适的材料和结构形式，以满足特定的精度要求。这本书不仅仅是教授计算方法，更是培养一种基于数据的、严谨的设计思维。
评分《机构数值分析与综合》这本书不仅仅是关于计算和数字，更重要的是它展现了一种解决问题的哲学。书中对于机构的建模，从抽象的几何关系到具体的数学方程，再到数值求解的整个流程，都进行了细致的刻画。我特别关注了书中关于“机构灵敏度分析”的部分，这部分内容让我明白了在实际工程中，即使是最精密的机构，其性能也难免受到制造公差、材料特性变化等因素的影响。通过灵敏度分析，我们可以量化这些因素对机构输出性能的影响程度，从而在设计阶段就预见到潜在的问题，并采取相应的措施来提高机构的鲁棒性。例如，在设计高精度机床时，了解哪些关键参数的微小变化会导致输出精度大幅下降，就可以指导我们选择更优质的材料、更精确的制造工艺，或者在设计中加入补偿机制。书中运用数值方法进行灵敏度分析的讲解，非常清晰，能够帮助读者理解不同设计参数对系统性能的“贡献度”，从而做出更明智的设计决策。此外，书中关于“多目标优化”的探讨，也让我认识到实际的工程设计往往不是单一目标导向的，而是需要在多个相互冲突的目标之间找到一个最佳的折衷。例如，在设计一个机器人手臂时，既要追求运动的平稳性，又要考虑能量消耗和机构的重量，这些都需要通过数值方法来权衡和优化。
评分我一直对机械设计中的“奇异点”问题感到困惑，在《机构数值分析与综合》这本书中，我找到了非常满意的答案。书中对机构雅可比矩阵的详细讲解，以及如何通过分析雅可比矩阵的秩来判断机构的自由度和奇异点，为我揭示了机构在特定构型下可能出现的运动限制或不稳定现象。作者通过清晰的图示和数学推导，解释了为什么在奇异点附近，即使输入微小的变化，输出的运动也可能发生巨大的、不可控的改变。这对于设计需要精确控制运动轨迹的机构，比如数控机床的刀具路径规划，或者飞行器的姿态控制系统，至关重要。理解并规避奇异点，是保证机构安全可靠运行的关键。书中提供的数值算法，能够帮助我们提前检测出潜在的奇异构型，并据此调整机构的设计参数，或者在控制策略中加入相应的避障机制。此外，书中关于“动力学建模”的部分，特别是“拉格朗日方程”和“牛顿-欧拉方程”在机构动力学分析中的应用，也让我受益匪浅。通过这些方法，我们可以精确地计算出机构在运动过程中所受到的各种力和力矩，这对于选择合适的驱动器、计算传动系统的功率需求，以及评估机构的能量损耗都非常有价值。
评分从《机构数值分析与综合》这本书中，我学到了如何将抽象的数学模型转化为可操作的工程解决方案。书中对于“机构综合”过程的系统性阐述，特别是如何根据性能需求来逆向设计满足特定功能的机构，给我留下了深刻的印象。作者介绍了各种优化算法，如全局优化和局部优化方法，以及如何根据问题的特性选择最合适的算法。这些算法能够帮助我们在庞大的设计参数空间中找到最优的解决方案，而不仅仅是局限于一些简化的或经验性的方法。我特别关注了书中关于“凸优化”和“非凸优化”在机构设计中的应用，这让我理解了不同优化问题的数学特性以及相应的求解策略。例如，在设计一个需要克服重力或惯性力的机构时，就需要考虑能量函数中的非凸性，并采用相应的优化技术来寻找全局最优解，而不是陷入局部最优。书中通过丰富的图例和案例，生动地展示了这些数值方法如何应用于各种实际的机构设计问题，例如高效的凸轮机构设计、具有特定运动规律的四连杆机构设计等。
评分我在阅读《机构数值分析与综合》时，被书中关于“机构动力学建模中的不确定性处理”这一部分深深吸引。作者详细阐述了如何处理模型参数的不确定性，以及如何通过数值方法来量化这些不确定性对机构性能的影响。例如，在机构动力学分析中，材料的弹性模量、阻尼系数、摩擦系数等参数往往不是精确已知的，而是存在一定的变化范围。书中提供的“区间分析”和“随机模拟”等方法，能够帮助我们分析这些不确定性如何传递到机构的运动输出，并评估最终结果的置信度。这对于需要精确控制运动轨迹的场合，比如医疗手术机器人或精密测量设备，是极其重要的。如果模型中的不确定性过大，可能会导致控制系统的稳定性下降，甚至引发危险。这本书不仅提供了解决这些问题的技术手段，更重要的是教会了我如何识别和量化工程问题中的不确定性，并采取相应的措施来降低风险。它让我认识到，真正的工程设计是将理论知识与对现实世界的深刻理解相结合，在不确定性中寻找确定性，在复杂性中创造简洁高效的解决方案。
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