计算机强化训练实验报告.doc

计算机强化训练实验报告 学院： 机械工程学院 班级： 机设XXXX班 姓名： 学号： 一、设计题目：蜗杆传动的优化设计 设计一普通圆柱蜗杆，已知参数：输入功率＝8.8；蜗杆转速；传动比；由电动机驱动，载荷平衡。蜗杆材料，表面硬度，蜗轮材料为ZQSn10-1，离心铸造，蜗杆减速器每日8h，全年按300个工作日计，工作寿命不低于10年。 根据以上条件进行优化设计，通常在满足使用要求的前提下，以结构尺寸是否紧凑、传动效率是否较高作为评判设计优劣的指标，在此以传动中心距为目标函数。 式中：——传动中心距； ——蜗杆轴向和蜗轮端面模数； ——蜗杆直径系数； ——蜗杆头数； ——蜗轮齿数； ——工程传动比； 二、题目分析： 由上式可知传动中心距与模数、蜗杆直径系数和蜗杆头数有关。此三个参数可作为独立设计变量，即，与此相对应，目标函数可写为: 在进行蜗杆传动设计时，各参数应满足强度和刚度方面的要求，应用网格法可求解这一问题。网格法是约束直接优化方法中较为简单的一种方法，它的基本思想是将可行域分为许多网格，求出满足设计约束的网格点上的目标函数值，比较它们的大小，从中选择函数值最小的网格点。依次循环，直到网格之间的距离达到控制精度，即可得满足精度要求的近似最优解。 三、算法步骤：网格法的算法步骤为： （1）给定目标函数初值（一个足够大的正数）、对应各设计变量的等分数和计算精度。 （2）将区间进行等分，间距为，各分点坐标为,式中:　，共有T个分点： （3）对T个分点按顺序逐一进行可行性检查，放弃那些不满足设计约束的网格点，计算满足设计约束的网格点所对应的目标函数值，并与目标函数初值比较，若，则。否则，判别下一个网格点。 （4）如果则停止计算，即为所求的最优点和最优值。否则取 转向步骤（2）继续计算。 应用网格法进行蜗杆的传动设计时，对得到的参数应适当按标准圆整，优化后得到的参数经计算是较理想的。 四、流程图 五、程序 #includestdio.h /*预处理命令*/ #includestdlib.h #includemath.h /*主函数*/ main() { double fun(double x[20]); /在主程序声明了fun函数/ int yesorno(int ng, double x[20]); /在主程序声明了yesorno/ double x[20];/定义数组x[20],其中包括m,q,z1/ double a[20]={2.0,7.0,2.0}; /定义网格区间上限,a[1]是m的上限，a[2]是q的上限，a[3]是z1的上限/ double b[20]={8.0,25.0,3.0}; /*定义网格区间下限*/ int n=3; int m[20]={12,24,10}; /*定义网格区间的等分值*/ double eps=0.1; double x0[20]={0.2,0.3};/定义数组x0[20] / double xmin[20],fmin;/定义数组xmin[20],fmin/ double f0=10.0e5,f;/给出基本的传动中心距的数值/ double h[20];/定义数组h[20],h[20]表示的是利用网格法做出的间距/ double hmax;/定义最大间距/ int i; int i0,i1,i2; int ng=10; /参数约束条件个数/ do { for(i=0;in;i++) h[i]=(b[i]-a[i])/m[i]; /将区间[ai,bi]进行mi等分/ for(i2=0;i2=m[2];i2++) /网格法划分区间/ { x[2]=a[2]+i2*h[2];/x[2]=z1/ for (i1=0;i1=m[1];i1++) { x[1]=a[1]+i1*h[1];/x[1]=q/ for(i0=0;i0=m[0];i0++) { x[0]=a[0]+i0*h[0];/x[0]=m/ if(yesorno(ng,x)==0) /*判断刚度与强度约束判断*/ continue; f=fun(x);/调用函数fun/ if(f=f0)/计算得到的传动中心距大于等于指定值f0/ continue;/继续程序的进行/ for(i=0;in;i++) {x0[i]=x[i];x