《机械优化设计》课程实践报告.docx

1 《机械优化设计》课程实践研究报告 2 研究报告目录: 第一部分: λ= 的证明、一维搜索程序作业; 第二部分:单位矩阵程序作业; 第三部分: 连杆机构问题; (1) 分析优化对象, 根据设计问题的要求, 选择设计变量, 确立约束条件, 建立目标函数, 建立优化设计的数学模型并编制问题程序; (2 )选择适当的优化方法,简述方法原理,进行优化计算; (3 )进行结果分析,并加以说明。第四部分: 工程优化问题; (1) 分析优化对象, 根据设计问题的要求, 选择设计变量, 确立约束条件, 建立目标函数, 建立优化设计的数学模型并编制问题程序; (2 )选择适当的优化方法,简述方法原理,进行优化计算; (3 )进行结果分析,并加以说明。第四部分:课程实践心得体会 3 第一部分: λ= 的证明、一维搜索程序作业 ??的证明证明: 如图所示假设( a,b )长度为 1 ,此区间搜索最小值,若通过比较搜索区间减为 a ,1?,2?区间时 11 ? ?? ? 2 ? ?? 3 = - ? ??(1) 即21 =1- = ? ?? 5 1 2 ??? ?同时当若通过比较搜索区间减为 1?,2?,b 区间时 2 b- 1 ? ?? ? 1b- ? ??即2 b- =1- = - - ? ????(1) 4 5 1 2 ??? ? 编写用黄金分割法求函数极小值的程序 0a?,2b??( ) cos( ) f x x ?;0a?, 10 b? 2 ( ) ( 2) 3 f x x ? ??。答:依据已知条件编写 MATLAB 程序 function [c,fmin,N]=TEXT3(f,a,b,e) k=; a1=b-k*(b-a); y1=f(a1); a2=a+k*(b-a); y2=f(a2); for N=1:inf if y1>=y2 a=a1; a1=a2; y1=y2; a2=a+k*(b-a); y2=f(a2); else b=a2; a2=a1; y2=y1; a1=b-k*(b-a); y1=f(a1); end if abs((b-a)/b)<e&abs((y2-y1)/y2)<e c=*(a+b); fmin=f(c); break ; end end 依次在 MATLAB 中输入两组方程进行求解① f=inline('cos(x)') ; [c,fmin,N]=TEXT3(f,0,2*pi,10^(- 3 )) 结果如下: 5 ② f=inline('(x-2)^2+3') [c,fmin,N]=TEXT3(f,0,10,10^(- 2 )) 从结果可以看出黄金分割法求得的解与解析解法求得的结果十分相似第二部分:单位矩阵程序作业 function [m] = TEXT (n) for i=1:n for j=1:n if (i==j) m(i,j)=1; else m(i,j)=0; end end end end6 输出结果[m] = TEXT (10) 第三部分: 连杆机构问题设计一曲柄连杆摇杆机构,要求曲柄 l1从0?转到??? 90 0?? m 时,摇杆 3l 的