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luluoxx@hnu.cn 第7章 机械优化设计中的主要问题 湖南大学车辆工程 报告的要求 选择的内容 制动器的优化设计（参考教材322页） 内燃机连杆结构的最优化（275页） 轴类零件的最优化问题（254页） 自选 提交的截止时间11月16日17:00pm 提交方式： 纸质报告：我的信箱院传达室24＃ 电子文档：luluoxx@hnu.cn （推荐） Email 题名: 最优化设计(杨剑20030410124） 报告的答疑 时间：11月20日(周一） 地点：教学中楼一楼教员休息室 报告内容要求 结构和格式完整 报告题目 姓名，学号，联系方式，完成时间 摘要 技术背景 建立最优化模型（设计变量、目标函数、约束条件） 模型分析与算法选择 算法的特点分析与计算（记录matlab的初值，起始和结束的5步迭代过程） 结果分析与讨论 结论 课程的总结与感想体会 参考文献（除教材外至少2篇论文） Rosenbrock Function 实例讲解(bandemo.m) 含标准算例(bench mark)即公认的正确结果,或有解析解的算例 讲解步骤 模型 算法 转化成Matlab的标准形式,然后调用相应的函数 结果 分析与讨论 最优化方法的解题效能(收敛否)和迭代效率(速度) 迭代次数:通常间接法优于直接法 计算的复杂性:直接法优于间接法 结果分析比较(bandem.m in matlab) 对于同一个目标函数的不同算法间的比较分析(采用三次插值方法进行一维有哪些信誉好的足球投注网站) 第7章 优化设计过程中应注意的问题 §8.1 引言 §8.1 引言 （续） §8.2 优化设计的前处理问题 §8.2 优化设计的前处理问题（续） §8.2 优化设计的前处理问题（续2） §8.2 优化设计的前处理问题（续3） §8.2 优化设计的前处理问题（续4） §8.2 优化设计的前处理问题（续5） §8.2 优化设计的前处理问题（续6） §8.2 优化设计的前处理问题（续7） §8.2 优化设计的前处理问题（续8） §8.2 优化设计的前处理问题（续9） §8.3 优化设计过程处理问题 §8.3 优化设计过程处理问题（续） §8.4 优化设计的后处理问题 §8.4 优化设计的后处理问题（续） * 推荐的操作方式 求g,H-1 求g 求g,A 算法 最快 小结 29 15 210 302 213 53 速度 5.89e-014 3.68e-021 4.07e-010 4.79082未收敛 3.56e-007 3.41e-011 精度 Levenberg-Marquardt Gauss-Newton牛顿法 Simplex Search单纯形法 Steepest Descent最速下降法 Davidon-Fletcher-Powell变尺度法 BFGS变尺度法 §8.1 引言 §8.2 优化设计的前处理问题 §8.3 优化设计过程处理问题 §8.4 优化设计的后处理问题 一、优化设计过程中经常遇到的问题： 二、优化设计过程中出现问题的处理： 1、优化设计过程中的前处理： 数学模型的建立与改善； 优化算法的选择； 数据文件的建立。 运行过程中出现死机； 得不到运行解； 得到的运行解不理想等等。 2、优化设计过程中的过程处理： 程序运行过程中出现死机情况的处理； 程序运行得不到运行解的处理。 3、优化设计过程中的后处理： 对运行解是否为最优解作判断； 对不合理运行解的处理 。 一、设计变量： 1、设计变量数： 直接与数学模型的规模有关，设计空间的维数 = n–p。 当设计变量数 n 增加时，维数增加，维数太高，直接影响运算速度和效率，函数的凸性等不容易判断。 当设计变量数 n 减少时，设计空间变小，设计的自由度减小，维数太少时，影响优化设计的质量。 2、设计变量的选择原则： ① 本身可在较大范围内变化 —— 有变化性； ② 对设计指标、设计质量有显著影响 —— 作用明显； ③ 能直接控制的独立参数 —— 无相关性。 3、降低维数的措施： ① 作常数处理： 将一些不太重要的、对设计质量影响不太大、本身变化不太大的参数，作为常数赋值。 ② 变量联结： 根据设计规范或经验公式，得出各变量之间的关系，可作为因变量的参数，以函数形式表达，实现变量联结。 例如，齿轮设计（见图7-2）。m, Z 为基本变量，其它变量均可用这两个变量来表达，D = mZ, b= a1m, c= a2m, d0=