机械优化设计经典实例.pptx

机械优化设计经典实例演示文稿;机械优化设计实例;机械优化设计全过程一般可分为： 建立优化设计的数学模型。 选择适当的优化方法。 编写计算机程序。 准备必要的初始数据并上机计算。 对计算机求得的结果进行必要的分析。;设计变量的选择： 尽量减少设计变量数目 设计变量应当相互独立 目标函数的确定： 选择最重要指标作为设计追求目标 约束条件的确定： 性能约束和边界约束;设计实例1:;所设计的空心传动轴应满足以下条件： （1）扭转强度 空心传动轴的扭转切应力不得超过许用值，即;空心传动轴的扭切应力:;（2）抗皱稳定性 扭转切应力不得超过扭转稳定得临界切应力:;整理得:;设：;设计实例1:;平面连杆机构优化设计;设计一再现预期轨迹mm的曲柄摇杆机构。已知xA＝67mm， yA＝10mm，等分数s＝12，对应的轨迹mm上12个点的坐 标值见表，许用传动角[γ]＝300。;一、建立优化设计的数学模型;点M的坐标:;该问题有8个设计变量，记为：;2）确定目标函数 将曲柄一周转角分为s等分，要求连秆曲线最佳地逼近预期轨迹 mm，具体可由连杆曲线上的s个点M最佳地逼近预期轨迹上的s个点m予以实现。由此可按点距和最小的原则建立如下目标函数：;3）确定约束条件 (1)由曲柄存在条件，可得:;(3)由满足传动角条件γ＞[γ]，可得：;优化设计工具;优化设计工具;第1部分;1.1 MATLAB窗口;1.2 数据表示;1.3 数组;1.3 数组;1.3 数组;1.3.3 数组运算;3). 数组点乘 两数组的对应元素相乘a.*b 结果：;4). 数组点正除（右除） 使两数组的对应元素正除 a./b 结果为:;1.4 源文件（M－文件）;1.4.2 非函数文件;1.4.3 M-文件的操作;1.4.3 M-文件的操作;1.4.3 M-文件的操作;1.4.3 M-文件的操作;第2部分;MATLAB解决的线性规划问题的标准形式为：;2.1 线性规划优化函数;2.1 线性规划及其优化函数;2.1线性规划及其优化函数;2.2 无约束非线性优化函数;2.2 无约束非线性优化函数;2.2 无约束非线性优化函数;2.3 约束优化函数;2.3 约束优化函数—盖板优化实例：;目标函数：;盖板优化实例;盖板优化实例;盖板优化实例;运行结果： x = 0.6332 25.3264 fval = 101.3056;前面空心轴的问题：;x = 33.7505 12.8830 3.0000 fval = 0.1787 exitflag = 4 output = iterations: 7 funcCount: 39 stepsize: 1 algorithm: medium-scale: SQP, Quasi-Newton, line-search