运用MATLAB对运动学、动力学问题的分析与可视化开题报告

1．本课题研究的背景、目的及意义

在20世纪70年代中期，cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库。EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序库，LINPACK是解线性方程的程序库。在当时，这两个程序库代表矩阵运算的最高水平。

到20世纪70年代后期，身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Clev e Moler，在给学生讲授线性代数课程时，想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库，但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间，于是他开始自己动手，利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序。Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB，该名为矩阵（matrix）和实验室（laboratory）两个英文单词的前三个字母的组合。在以后的数年里，MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用，并作为面向大众的免费软件广为流传。

在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。MATLAB将数值分析、矩阵运算、信号处理、图形功能和系统仿真融为一体，使用户在易学易用的环境中求解问题，如同书写数学公式一样，避免了传统的复杂专业编程。

近年来，对于平面连杆机构的研究，不管是方法上，还是研究范围上，都有了很大的进展。在简单平面连杆机构的研究基础上，对多杆。多自由度的平面连杆机构的研究也有了很多的分析很综合的方法，而且在设计要求上也不止单一的运动学方面的要求，还要求运动学方面的特性。

《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、点的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。

可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。

MATLAB可视化界面的设计，一般有两种方法，一是直接通过编辑M脚本文件产生GUI，二是通过MATLAB图形用户界面开发环境GUIDE来形成相应文件。

目的以及意义：学习MATLAB可以用来进行以下各种工作：

数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程。