优化概述.ppt

机械优化设计
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绪 论
机械的设计方法
优化设计方法简介
最优化方法的发展概况
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绪 论

二)机械的现代优化设计方法
---基于手工劳动或简易计算工具
设计过程---
特 点---
---基于计算机的应用
低效,一般只能获得一个可行的设计方案.
① 从实际问题中抽象出数学模型;
② 选择合适的优化方法求解数学模型.
以人机配合或自动搜索方式进行,能从“所有的”可行方案中找出“最优的”设计方案.
一)机械的传统设计方法
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1)古典方法:
2)现代方法:
有线性规划、非线性规划、几何规划、动态规划和混合离散规划等。
微分法; 变分法.
---仅能解决简单的极值问题
数学规划方法
---可求解包含等式约束和不等式约束 的复杂的优化问题.
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---是适于生产建设、计划管理、科学实验和战争的需要发展起来的。
1） Канторович 根据生产组织和计划管理的需要提出线性规划问题. 在第二次世界大战期间出于战争运输需要，提出线性规划问题的解法；
2）二十世纪五十年代末. & ,奠定了非线性规划的理论基础. 其求解方法在六十年代获得飞速发展;
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3) 提出了几何规划, 可把高度非线性的问题转化为具有线性约束的问题来求解, 使计算大为简化;
4) 动态规划由 创立, 可解与时间有关的最优化问题;
5) 混合离散规划是二十世纪八十年代提出的,目前仍在发展过程中.
* 最优化方法用于机械设计是从二十世纪六十年代开始的, 较早的成果主要反映在机构的优化设计方面,现已广泛用于机械零部件设计和机械系统的优化设计.
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最优化设计的主要内容
一）最优化设计概论
二）无约束优化方法
三）线性规划方法
四）约束优化方法
五）多目标优化方法
六）混合离散规划
七）机械优化设计实例
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第一章 最优化设计概论
引例
设计变量
目标函数和等值线
约束条件
最优化设计的数学模型
优化计算的迭代方法
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其解为：
解: 设货箱的长、宽、高分别为 ，该问题可表示为：
求
使 达到最小
满足于
引例
1. 要用薄钢板制造一体积为5 的长方形汽车货箱(无上盖),?
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该问题可表示为
求
使
满足于
解：由 有
2. 设计一曲柄摇杆机构. 已知:
要求: 使 达到最大.
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