کتاب MATLAB for Engineering Applications (متلب برای کاربردهای مهندسی، ویرایش پنجم) به بررسی و تشریح برنامه مهندسی متلب برای به کارگیری در برنامه‌های کاربردی مهندسی خواهد پرداخت. این کتاب در 12 فصل به صورت عملیاتی به تشریح قسمت‌های مختلف نرم‌افزار مهندسی متلب و کاربردهای آن در مهندسی و جوانب آن می‌پردازد.
در ادامه مقدمه‌ای از کتاب MATLAB for Engineering Applications را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.
مقدمه‌ای بر کتاب MATLAB for Engineering Applications:
MATLAB® که قبلاً عمدتاً توسط متخصصان پردازش سیگنال و تجزیه و تحلیل عددی استفاده می‌شد، به پذیرش گسترده و مشتاقانه در سراسر جامعه مهندسی دست یافته است. بسیاری از دانشکده‌های مهندسی نیاز به دوره ای دارند که به طور کامل یا جزئی بر اساس MATLAB در ابتدای برنامه درسی باشد. متلب قابل برنامه‌ریزی است و ساختارهای منطقی، رابطه ای، شرطی و حلقه ای مشابه سایر زبان‌های برنامه‌نویسی دارد.
بنابراین می‌توان از آن برای آموزش اصول برنامه نویسی استفاده کرد. در اکثر دانشکده‌های مهندسی، MATLAB ابزار محاسباتی اصلی است که در سرتاسر برنامه درسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در برخی از تخصص‌های فنی، مانند پردازش سیگنال و سیستم‌های کنترل، بسته نرم‌افزاری استاندارد برای تجزیه و تحلیل و طراحی است.
محبوبیت متلب تا حدودی به دلیل سابقه طولانی آن است و بنابراین به خوبی توسعه یافته و به خوبی آزمایش شده است. مردم به پاسخ‌های آن اعتماد دارند. محبوبیت آن همچنین به دلیل رابط کاربری آن است که یک محیط تعاملی با کاربری آسان را فراهم می‌کند که شامل محاسبات عددی و قابلیت‌های بصری گسترده است.
فشرده بودن آن یک مزیت بزرگ است. به عنوان مثال، شما می‌توانید مجموعه ای از معادلات جبری خطی را تنها با سه خط کد حل کنید، شاهکاری که با زبان‌های برنامه‌نویسی سنتی غیرممکن است. متلب نیز قابل توسعه است. در حال حاضر بیش از 30 “جعبه ابزار” در زمینه‌های کاربردی مختلف را می‌توان با متلب برای افزودن دستورات و قابلیت‌های جدید استفاده کرد.
متلب برای تعدادی از سیستم عامل‌ها در دسترس است. با همه این پلتفرم‌ها سازگار است، که به کاربران امکان می‌دهد برنامه‌ها، بینش‌ها و ایده‌های خود را به اشتراک بگذارند. این کتاب بر اساس نسخه R2021a نرم افزار است. این شامل MATLAB نسخه 9.10 است. برخی از مطالب در فصل 9 بر اساس جعبه ابزار سیستم کنترل، نسخه 10.10 است. فصل 10 بر اساس نسخه 10.3 Simulink®، و فصل 11 بر اساس نسخه 8.7 جعبه ابزار ریاضی نمادین است.
اهداف و پیش نیازهای کتاب MATLAB for Engineering Applications
این کتاب به عنوان یک مقدمه مستقل برای متلب در نظر گرفته شده است. می‌توان از آن در یک دوره مقدماتی، به عنوان یک کتاب خودآموز یا به عنوان کتاب تکمیلی استفاده کرد. مطالب کتاب MATLAB for Engineering Applications بر اساس تجربه نویسنده در تدریس یک دوره ترم دو واحدی مورد نیاز اختصاص داده شده به متلب برای دانشجویان سال اول مهندسی است.
علاوه بر این، این کتاب می‌تواند به عنوان یک مرجع برای استفاده بعدی باشد. بسیاری از جداول کتاب و سیستم ارجاع آن در یک پیوست با این هدف طراحی شده است. یک هدف ثانویه، معرفی و تقویت استفاده از روش شناسی حل مسئله است که توسط حرفه مهندسی به طور کلی اعمال می‌شود و به طور خاص برای استفاده از رایانه برای حل مشکلات به کار می‌رود. این روش در فصل 1 معرفی شده است.
فرض بر این است که خواننده اطلاعاتی از جبر و مثلثات دارد. دانش حساب دیفرانسیل و انتگرال برای هشت فصل اول مورد نیاز نیست. برای درک برخی از مثال‌ها، مقداری دانش از شیمی و فیزیک دبیرستان، در درجه اول مدارهای الکتریکی ساده، و استاتیک و دینامیک پایه مورد نیاز است.
سازمان کتاب MATLAB for Engineering Applications
علاوه بر به‌روزرسانی مطالب نسخه قبلی برای شامل ویژگی‌های جدید، عملکردهای جدید و تغییرات در نحو و نام توابع، این کتاب پیشنهادات بسیاری را که توسط بازبینان و سایر کاربران ارائه شده است، در خود جای داده است. مثال‌ها و مشکلات تکلیف بیشتری اضافه شده است.
کتاب MATLAB for Engineering Applications شامل 12 فصل است. پنج فصل اول یک دوره پایه در متلب را تشکیل می‌دهد. هفت فصل باقی‌مانده مستقل از یکدیگر هستند و برنامه‌های پیشرفته تر MATLAB، جعبه ابزار سیستم‌های کنترل، سیمولینک و جعبه ابزار ریاضی نمادین را پوشش می‌دهند.
فصل 1 کتاب MATLAB for Engineering Applications یک نمای کلی از ویژگی‌های متلب، از جمله پنجره‌ها و ساختارهای منوی آن ارائه می‌دهد. همچنین روش حل مسئله را معرفی می‌کند.
فصل 2 کتاب MATLAB for Engineering Applications مفهوم آرایه را معرفی می‌کند که عنصر داده بنیادی در MATLAB است و نحوه استفاده از آرایه‌های عددی، آرایه‌های سلولی و آرایه‌های ساختاری را برای عملیات‌های ریاضی پایه توضیح می‌دهد.
فصل 3 کتاب MATLAB for Engineering Applications استفاده از توابع و فایل‌ها را مورد بحث قرار می‌دهد. متلب دارای تعداد زیادی توابع ریاضی داخلی است و کاربران می‌توانند توابع خود را تعریف کرده و آنها را به عنوان یک فایل برای استفاده مجدد ذخیره کنند.
فصل 4 کتاب MATLAB for Engineering Applications برنامه نویسی با MATLAB را معرفی می‌کند و عملگرهای رابطهای و منطقی، دستورات شرطی، حلقه‌های for و while و ساختار سوئیچ را پوشش می‌دهد.
فصل پنجم کتاب MATLAB for Engineering Applications به ترسیم دو بعدی و سه‌بعدی می‌پردازد. ابتدا استانداردهایی را برای نقشه‌های حرفه ای و مفید ایجاد می‌کند. در تجربه نویسنده، دانش‌آموزان مبتدی از این استانداردها آگاه نیستند، بنابراین بر آنها تأکید می‌شود. سپس این فصل دستورات MATLAB را برای تولید انواع مختلف نمودارها و کنترل ظاهر آنها پوشش می‌دهد. ویرایشگر زنده، که افزودنی اصلی به MATLAB است، در بخش 5.1 پوشش داده شده است.
فصل 6 کتاب MATLAB for Engineering Applications کشف تابع را پوشش می‌دهد که از نمودارهای داده برای کشف توصیف ریاضی داده‌ها استفاده می‌کند و ابزار مفیدی برای ساخت مدل است. این یک کاربرد متداول از رسم است و بخش جداگانه‌ای به این موضوع اختصاص داده شده است. این فصل همچنین رگرسیون خطی چند جمله‌ای و چند جمله‌ای را به عنوان بخشی از پوشش مدل سازی آن مورد بررسی قرار می‌دهد.
فصل 7 آمار و احتمال اولیه را مرور می‌کند و نحوه استفاده از MATLAB برای تولید هیستوگرام، انجام محاسبات با توزیع نرمال و ایجاد شبیه‌سازی اعداد تصادفی را نشان می‌دهد. فصل با درون یابی خطی و مکعبی به پایان می‌رسد.
فصل 8 کتاب MATLAB for Engineering Applications حل معادلات جبری خطی را پوشش می‌دهد که در کاربردها در تمام زمینه‌های مهندسی به وجود می‌آیند. این پوشش اصطلاحات و برخی مفاهیم مهم مورد نیاز برای استفاده صحیح از روش‌های کامپیوتری را ایجاد می‌کند. سپس این فصل نحوه استفاده از MATLAB را برای حل سیستم‌های معادلات خطی تعریف نشده و بیش از حد تعیین شده نشان می‌دهد.
فصل 9 روش‌های عددی برای حساب دیفرانسیل و انتگرال و معادلات دیفرانسیل را پوشش می‌دهد. روش‌های ادغام و تمایز عددی مورد بررسی قرار می‌گیرند. حل‌کننده‌های معادلات دیفرانسیل معمولی در برنامه اصلی متلب و همچنین حل‌کننده‌های سیستم خطی در جعبه ابزار سیستم کنترل پوشش داده شده است. برای آن دسته از خوانندگانی که با معادلات دیفرانسیل آشنا نیستند، این فصل پیش‌زمینه‌ای را برای فصل 10 ارائه می‌کند.
فصل 10 Simulink را معرفی می‌کند که یک رابط گرافیکی برای ساخت شبیه‌سازی‌های سیستم‌های پویا است. محبوبیت سیمولینک افزایش یافته است و استفاده از آن در صنعت افزایش یافته است. MathWorks بسته‌های پشتیبانی Simulink را برای سخت‌افزارهای رایانه‌ای مانند LEGO© MINDSTORMS©، Arduino©، و Raspberry Pi© ارائه می‌کند که در میان محققان و علاقمندان برای کنترل پهپادها و روبات‌ها محبوب هستند.
بیشتر بخوانید: کتاب Advanced Home Automation Using Raspberry Pi
این بسته‌ها به شما امکان می‌دهند الگوریتم‌هایی را توسعه داده و شبیه‌سازی کنید که به صورت مستقل بر روی سخت افزار پشتیبانی شده اجرا می‌شوند. آنها شامل کتابخانه‌ای از بلوک‌های Simulink برای پیکربندی و دسترسی به حسگرها، محرک‌ها و رابطهای ارتباطی سخت افزار هستند. شما همچنین می‌توانید پارامترها را به صورت زنده از مدل Simulink خود تنظیم کنید، در حالی که الگوریتم شما روی سخت افزار اجرا می‌شود. MathWorks از یک جامعه کاربر فعال آنلاین پشتیبانی می‌کند که در آن می‌توانید برنامه‌ها را ببینید و فایل‌ها را دانلود کنید. فصل 10 برخی از کاربردهای وسایل نقلیه روباتیک را مورد بحث قرار می‌دهد.
فصل 11 کتاب MATLAB for Engineering Applications روش‌های نمادین برای دستکاری عبارات جبری و برای حل معادلات جبری و ماورایی، حساب دیفرانسیل و انتگرال، معادلات دیفرانسیل، و مسائل جبر ماتریسی را پوشش می‌دهد. کاربردهای محاسباتی شامل یکپارچه‌سازی و تمایز، بهینه‌سازی، سری تیلور، ارزیابی سری و محدودیت‌ها می‌باشد. روش‌های تبدیل لاپلاس برای حل معادلات دیفرانسیل نیز معرفی شده‌اند. این فصل نیاز به استفاده از جعبه ابزار ریاضی نمادین دارد.
فصل 12 MATLAB Mobile را معرفی می‌کند، برنامه‌ای است که از The Mathworks در دسترس است و به شما امکان می‌دهد یک دستگاه تلفن همراه مانند یک گوشی هوشمند را به جلسه MATLAB که در MathWorks Computing Cloud یا رایانه شما اجرا می‌شود، متصل کنید. این فصل نحوه استفاده از حسگرهای گوشی هوشمند، مانند شتاب‌سنج، برای جمع‌آوری داده‌ها را در میدان نشان می‌دهد. این فصل همچنین حاوی برخی پیشنهادات برای پروژه‌های درسی است که بر اساس تجربه نویسنده در تدریس دوره اول متلب است. این فصل با معرفی مختصری از طراح اپلیکیشن متلب به پایان می‌رسد.
پیوست A حاوی راهنمای دستورات و توابع معرفی شده در کتاب MATLAB for Engineering Applications است. پیوست B مقدمه ای برای تولید انیمیشن و صدا با متلب است. اگرچه برای یادگیری MATLAB ضروری نیستند، اما این ویژگی‌ها برای ایجاد علاقه دانش‌آموزان مفید هستند. پیوست ج فهرستی از مراجع است. پیوست D توابع ایجاد خروجی فرمت شده را خلاصه می‌کند. پاسخ به مشکلات انتخاب شده و یک نمایه در انتهای متن ظاهر می‌شود.
تمام شکل‌ها، جداول، معادلات و تمرین‌ها بر اساس فصل و بخش شماره‌گذاری شده‌اند. برای مثال، شکل 3.4-2 دومین شکل در فصل 3، بخش 4 است. این سیستم برای کمک به خواننده در یافتن این موارد طراحی شده است. مسائل انتهای فصل از این سیستم شماره گذاری استثنا هستند. شماره آنها 1، 2، 3 و غیره است تا با تمرینات فصل اشتباه گرفته نشود.
جدید به این نسخه کتاب MATLAB for Engineering Applications
علاوه بر به روز رسانی پوشش برای شامل تغییرات در نحو MATLAB و صفحه نمایش MATLAB، این نسخه شامل 20 درصد بیشتر نمونه‌های مهندسی و شماره‌گذاری شده است. همچنین 30 درصد از مسائل فصل جدید هستند. فصل جدیدی اضافه شده است، فصل 12 پروژه‌ها با متلب، که MATLAB Mobile و طراح اپلیکیشن متلب را معرفی می‌کند و برنامه نویسی برای پروژه‌های بازی در متلب را پوشش می‌دهد.
سرفصل‌های کتاب MATLAB for Engineering Applications:
- Cover
- Title Page
- Copyright
- Dedication
- About the Author
- Contents
- Numbered Examples
- Preface
- Chapter 1: An Overview of MATLAB®
- Chapter 2: Numeric, Cell, and Structure Arrays
- Chapter 3: Functions
- Chapter 4: Programming with MATLAB
- Chapter 5: Advanced Plotting
- Chapter 6: Model Building and Regression
- Chapter 7: Statistics, Probability, and Interpolation
- Chapter 8: Linear Algebraic Equations
- Chapter 9: Numerical Methods for Calculus and Differential Equations
- Chapter 10: Simulink
- Chapter 11: Symbolic Processing with MATLAB
- Chapter 12: Projects with Matlab
- Appendix A: Guide to Commands and Functions in This Text
- Appendix B: Animation and Sound in MATLAB
- Appendix C: References
- Appendix D: Formatted Output in MATLAB
- Answers to Selected Problems
- Index
جهت دانلود کتاب MATLAB for Engineering Applications می‌توانید پس از پرداخت، دریافت کنید.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.