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PAGEPAGE13合肥工業(yè)大學(xué)《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程實(shí)踐研究報(bào)告班 級:學(xué) 號:姓 名授課教師:日 期:2016年11月12日目錄1λ=0。的證明、一維搜索程序作業(yè)2。單位矩陣程序作業(yè)注釋最佳再現(xiàn)給定運(yùn)動規(guī)律連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題模型子程序序;5。課程實(shí)踐心得體會1。λ=0.618的證明、一維搜索程序作業(yè)證明:a α1 α2 b1—1—λλ1λ(1-λ(1-λ)λ2λ黃金分割法要求插入點(diǎn)即
????,???? [a,b],????=b-λ(b-a)????=b+λ(b-a)其中λ為待定常數(shù).除了對稱要求外,黃金分割法還要求在保留下來的區(qū)間內(nèi)再插入一點(diǎn),所形成的新三段與原來區(qū)間的三段具有相同的比例分布,故有1-λ=λ??取方程正數(shù)解,得
λ=√???????
≈??.??????一維搜索語言程序:(以正弦函數(shù)y=sinx為例)#include〈stdio.h>#include<math.h>intmain(){doublea,b,c=0。618,x[3],y[3],d;printf(”請輸入?yún)^(qū)間[a,b]的值以及精度:\n”);scanf(”%lf,%lf,%lf”,&a,&b,&d);x[1]=b—c*(b—a);x[2]=a+c*(b—a);y[1]=sin(x[1]);y[2]=sin(x[2]);do{if(y[1]>y[2]){a=x[1];x[1]=x[2];y[1]=y[2];[2]*(b—);]n(]);}else{b=x[2];x[2]=x[1];y[2]=y[1];]b—b—a);]x[1]}}[=(b)2;[n(x[0]);極小點(diǎn)x*=n”,x0]);("極小值=n”0]);}C語言程序運(yùn)行結(jié)果:2.單位矩陣程序作業(yè)2。1C語言程序:#include<stdio。h>intmain(){inti,j,N,y;printf(”請輸入單位矩陣階數(shù)”);scanf(”%d",&N);for(i=1;i〈=N;i++)for(j=1;j〈=N;j++){if(i==j)y=1;elsey=0;printf("%d",y);if(j==N)printf(”\n”);}}C語言程序運(yùn)行結(jié)果:2。2matlab程序:clc;clearall;N=input(’請輸入單位矩陣階數(shù)N:’);eye(N)matlab程序運(yùn)行結(jié)果:3型子程序(FORTRAN語言)C 連桿機(jī)構(gòu)問題函數(shù)子程序C ==============SUBROUTINE;計(jì)算X點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值的子程序C ======================DIMENSION;是數(shù)組要聲稱COMMON/ONE/I1,I2,I3,I4,NFX,I6 ;公用語,程序段傳輸數(shù)據(jù)NFX=NFX+1 ;目標(biāo)函數(shù)子程序調(diào)用次數(shù)計(jì)數(shù)器(((0+X()+*2—X(2*2—2。)0))T=90.0*31415926/(180。0*30.0) ;將考察范圍輸入角30等分后每一份值FX=0。0 ;連加先置0DO10K=0,30 30次PI=P0+K*T QE=Q0+20*(PI—P0)**2/(3。。1415926)AL=ACOS((D*D+X(2)*X(2)—X(1)*X(1))/(2。0*D*X(2))BT=ACOS((D*D+24。0)/(10.0*D))IF。GE.0。0 .AND。PI。。3.1415926)THENQI=3.1415926—AL—BT 0piELSEQI=3。1415926—AL+BT ;輸入角在大于pi的實(shí)際輸出ENDIFIF(K.NE。0 OR. k.NE.30)THEN,非末點(diǎn)ELSEFX=FX+(QI-QE)**2*T/20 ;數(shù)值積分的首端點(diǎn),末端ENDIF10 ENDC =================SUBROUTINE;計(jì)算XKGGX的值的子程序C DIMENSIONGX(1)=1。0—X(1) ;L1<=L2GX(2)=1。0-X(2) ;L1<=L3GX(3)=1.0—5。0 〈=L4GX(4)=(1。0+X(1))-(X(2)+5.0) GX(5)=(1。0+X(2))-(X(1)+5。0) 〈=(L2+L4)()(1.0+0)(X1) 〈(0 ;大于最小傳動角0 ;小于最傳動角ENDC =================SUBROUTINEXKHHX的值的子程序C DIMENSIONX(1)=X(1) ;虛寫一句END4。連桿機(jī)構(gòu)問題+自選問題4.1連桿機(jī)構(gòu)問題1設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu), l 0轉(zhuǎn)到m=0+900時(shí),搖桿l13
)2
l l 現(xiàn)已知的運(yùn)動規(guī)律:E= 0+允許在50°120°范圍內(nèi)變化。
0
1
4=5, 0圖.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)變量l l 1=1,4=5且0
0不是獨(dú)立參數(shù), 1l)2l225=arccos 2 3 0 l)2 (1
)2l225=arccos0
2 310l3所以還問題只有兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)l2和l3,因此設(shè)計(jì)變量為X=[x ,x ]1 2
=[l,l]T2 3目標(biāo)函數(shù)30等分,得目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式fx30ii1
2Ei
i1式中i
--當(dāng)i
時(shí)的機(jī)構(gòu)實(shí)際輸出角,其計(jì)算公式為
=i i i式中:
r2l2l
r2x
x2i=arccosii
32rli3
2=arccos
2 12rxi 2r2l2l2 r224 =arccosi
42rli4
1=arccos
i10rir=li 1
l4l14
cosi
1=2610cos12i 22 為當(dāng)時(shí)的理想輸出角,其值由下式計(jì)算Ei i =Ei
+20
)20(3)約束條件由曲柄存在條件和傳動角條件可得約束條件為:g(x)x01 1g(x)x 02 2g(x)6xx 03 1 2g(x)xx4 1
40g(x)x5 2
x401g(x)x2x21.414x
1606 1 2 1 2gx36x7 1
x2
1.414xx 012(4)數(shù)據(jù)輸入(5)結(jié)果4。2自選問題5000m。6m三種不同長度的鋼筋各一目前在市場上采購到的同類鋼筋的長度每根均為8.0m,?下料方案:3。5m
方式一 方式二 方式三 方式四 方式五 方式六2 1 1 0 0 3。0m0102101。6m002135設(shè)方式1—6次數(shù)分別采用了x1,x2,x3,x4,x5,x6 次,則min(x1+x2+x3+x4+x5+x6 )s.t. g1(x=5002x1x2x3g2(x)=500x22x4x5<=0g3(x)=500-2x3-x4—3x5—5x6g4(x)=-x1=0g5(x)==0g6(x)=x3g7(x)=-x4<=0g8(x)=-x5<=0g9(x)=x6<=0matlab整數(shù)線性規(guī)劃程序:clcclearallf=[1,1,1,1,1,1]A=-1000;000;00—2—1-3-5];%b=[];lb=zeros(6,1);intcon=6;[x,fval]=intlinprog(f,intcon,A,b,[],[],lb)結(jié)果:因此,至少需要550根才能滿足需要,切割方案為250次方式一,250次方式四,50次方式六.5.課程實(shí)踐心得體會機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)代化要求發(fā)展起來的,是一門嶄新的學(xué)科。它是在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上提出的一種更科學(xué)的設(shè)計(jì)方法,它可使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到更高的要求.因此,在加強(qiáng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究的同時(shí),還要進(jìn)一步加強(qiáng)最優(yōu)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的研究,以便在近代數(shù)學(xué)、力學(xué)和物理學(xué)的新成就基礎(chǔ)上,使
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