【正文】 大于 90176。 g(4)=*x(1)*(i+1)a。 25 a1=x(2)/4pi*x(1)*(i+1)/8。 V帶傳動多目標優(yōu)化設(shè)計的 約束函數(shù)文件為： function[g,ceq]=li5_18B(x) i=3。 alpha=180180*x(1)*(i1)/pi/a。 a=a1+sqrt(a1^2a2)。 i=3。,F0) fprintf(1,39。帶速 v=%\n39。 F0=500*KA*p*()/v/v+q*v^2。V帶根數(shù) z=%\n39。傳動中心距 a=%\n39。大帶輪基準直徑 Dd1=%\n39。 alpha=180180*Dd1*(i1)/pi/a。 v=pi*Dd1*n1/6e4。 [x,fval]=fgoalattain(li5_18A,x0,goal,w,[],[],[],[],lb,ub,li5_18B) Dd1=100。 ub=[100。 x0=[100。 p=3。 p=polyfit(x,y,1) ③ 帶的長度系數(shù) .2 0 6 3 9LdKL? （根據(jù) A 型 V帶，擬合為冪函數(shù)方程，相關(guān)系數(shù) r=，標準差 ?? ）； 將帶的長度系數(shù)擬合成冪函數(shù)方程 的 程序如下： x=[630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2020 2240 2500 2800 3150 3550 4000]。 y=[ ]。 y6=[ ]。 y2=[ ]。 ① 工作情況系數(shù) ?? (根據(jù)工作機械是帶式輸送機，每天工作不超過 10 21 小時）； ② 功率增量 0 ?? （根據(jù) A 型 V帶，傳動比 i=3,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min)。已知電動機的額定功率 P=4kw，轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min，傳動比 i=3，采用 A 型 V 帶，每天工作不超過 10 小時。 (3)按式 823 計算實際中心距 a 0 1 6 0 0 1 6 7 5(50 0 ) 4 6 222d doLLa a mm mm? ?? ? ? ? ? 中心距的變化范圍 0 .0 1 5 0 .0 3 4 3 8 5 1 0dda L a L m m? ? ? 1? 1 1 2 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 ) 1 8 0 (3 1 5 1 0 0 ) 1 5 3 9 0462dddd a? ? ? ? ? ? ? ? （ 滿足設(shè)計要求。按式 813 驗算帶的速度 11 1 0 0 1 4 4 0 7 .5 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ddnv m s? ? ??? ? ??? 因此 5 / 3 0 /m s v m s 故帶速合 適。 解析： Pca 由機械設(shè)計表 87 查得工作情況系數(shù) KA=，故 1 .1 4 4 .4 k wc a AP K P? ? ? ? V帶的帶型 根據(jù) 811 選用 A 型。 函數(shù) fgoalattain 格式 x = fgoalattain(fun,x0,goal,weight) x = fgoalattain(fun,x0,goal,weight,A,b) x = fgoalattain(fun,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq) x = fgoalattain(fun,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub) x=fgoalattain(fun,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon) x=fgoalattain(fun,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon,options) [x,fval] = fgoalattain(? ) [x,fval,attainfactor] = fgoalattain(? ) [x,fval,attainfactor,exitflag] = fgoalattain(? ) [x,fval,attainfactor,exitflag,output] = fgoalattain(? ) [x,fval,attainfactor,exitflag,output,lambda]=fgoalattain() 18 第三章 基于 MATLAB 的 V 帶優(yōu)化設(shè)計 設(shè)計中對實際案例進行分析，先由《機械設(shè)計》教材的常規(guī)方法設(shè)計出滿足案例需求的 V帶，然后同樣通過 MATLAB 的多目標優(yōu)化編寫程序得出滿足案例需求的 V帶，通過對兩種方法得出的結(jié)果進行比較，以體現(xiàn) MATLAB 在工程設(shè)計中簡化計算量、降低成本的功能。它的一般形式為 ])x(f,),x(f),x(f[m in m21 ? p,2,1j0)x(g j ??? 其中： )x,x,x(x n21 ?? 。 16 x = quadprog(H,f,A,b,Aeq,beq) %Aeq,beq 滿足等約束條件beqxAeq ?? 。 x = fminsearch(fun,x0,options) % options 查 optimset [x,fval] = fminsearch(? ) %最優(yōu)點的函數(shù)值 [x,fval,exitflag] =fminsearch(? )% exitflag 與單變量情形一致 [x,fval,exitflag,output] = fminsearch(? ) %output 與單變量情形一致 函數(shù) fminunc 格式 x = fminunc(fun,x0) %返回給定初始點 x0 的最小函數(shù)值點 x = fminunc(fun,x0,options) % options 為指定優(yōu)化參數(shù) [x,fval] = fminunc(? ) %fval 最優(yōu)點 x 處的函數(shù)值 [x,fval,exitflag] = fminunc(? ) % exitflag 為終止迭代的條件。 [x, lambda,fval,exitflag] = linprog(? ) % exitflag 為終止迭代的錯誤條件。 x = linprog(f,A,b,Aeq,beq) %等式約束 beqxAeq ?? ，若沒有不等式約束bxA ?? ，則 A=[ ]， b=[ ]。 線性規(guī)劃問題的數(shù)學模型為： min nRxxf ?? .： bxA ?* beqxAeq ?* ubxlb ?? 其中 f、 x、 b、 beq、 lb、 ub 為向量， A、 Aeq為矩陣。 優(yōu)化工具箱簡介 （ 1） Matlab 的優(yōu)化工具箱主要應(yīng)用包括 : ①求解無約束條件非線性極小值； ②求解約束條件下非線性極小值，包括目標逼近問題、極大 極小值問題； ③求解二次規(guī)劃和線性規(guī)劃問題； ④非線性最小二乘逼近和曲線擬合； ⑤求解復雜結(jié)構(gòu)的大規(guī)模優(yōu)化問題。 最優(yōu)化是一門應(yīng)用廣泛的學科 ,它討論決策問題的最佳選擇的特性 ,構(gòu)造尋求最佳解的計算方法。 擬合圖形和殘差曲線 。 擬合表格內(nèi)數(shù)據(jù)： 11 表 21 活塞裙部縱向型線坐標值 裙高x/mm O 10 20 30 40 50 60 70 直徑y(tǒng)/mm 1 9 9 1 1 1 2 0 在 MATLAB命令窗口鍵人以下內(nèi)容 : X=[0 10 20 30 40 50 60 70 ]。曲線擬合并不需要曲線通過所有的點 , 而是用一些方法畫出一條近似的光滑曲線 , 并能反映測試數(shù)據(jù)的一般趨勢 , 盡量使曲線沒有波動 , 讓曲線通過所有給定點 , 這種方法稱為多項式近似法 , 適用于沒有測量誤差的近似曲線擬合 , 它可以用插值法 近似求解。數(shù)據(jù)預處理方法是通過對全部數(shù)據(jù)的查看來觀察數(shù)據(jù)的分布趨勢 , 確定采用何種擬合方 法 , 從而提供擬合的準確性另一種方法是對數(shù)據(jù)中的異常值進行排除 , 以減少由于系統(tǒng)誤差對擬合精度的影響。 Exclude(從擬合曲線中排除特殊的數(shù)點 )。 ?用殘差和置信區(qū)間可視化估計擬合結(jié)果的好壞 。在此環(huán)境中 ,利用其強大的數(shù)值計算與圖形功能 ,可高效求解各種復雜的工程問題及實現(xiàn)計算結(jié)果的可視化。 這種以列表坐標點來確定零件輪廓形狀的曲線稱為列表曲線。 BETA=2。 全局（ Global）變量：通過 global 指令， MATLAB 也允許幾個不同的函數(shù)空間以及基本工作空間共享同一個變量，這種被共享的變量稱為全局變量。 函數(shù)調(diào)用 函數(shù)調(diào)用的一般格式是： [輸出實參表 ]=函數(shù)名 (輸入實參表） 函數(shù)定義示例： function [s, p]= fcircle (r) % CIRCLE calculate the area and perimeter of a % circle of radial r s=pi*r*r。當有一個以上輸出變量時，輸出變量包含在括號內(nèi)。 例：編寫函數(shù)，求半徑為 r 的圓的面積和周長 文件代碼如下： function [s, p]= fcircle (r) % CIRCLE calculate the area and perimeter of a circle % of radial r s=pi*r*r。y0=4。 例：編寫一個函數(shù)文件，實現(xiàn)直角坐標 (x,y)與極坐標 (r,θ )之間的轉(zhuǎn)換。只要用戶不使用清除指 令（ clear）， MATLAB 指令窗不關(guān)閉，這些變量將一直保存在基本工作空間中。 MATLAB 只是按文件所寫的指令執(zhí)行。這兩種文件的擴展名，均為“ . m” 。 第四章 總 結(jié)與展望。 第二章 MATLAB 技術(shù)研究。而 MATLAB軟件的優(yōu)化工具箱可以使大家從復雜的編程中解脫出來，設(shè)計人員只需給出設(shè)計參數(shù)，編寫幾個簡單的M文件，再調(diào)用相應(yīng)的優(yōu)化函數(shù)就可完成，非常簡單方便。 總之， MATLAB 語言的設(shè)計思想可以說代表了當前計算機高級語言的發(fā)展方向。在此基礎(chǔ)上，高版本的 Matlab 已逐步擴展到科學及工程計算的其它領(lǐng)域。 語句簡單，內(nèi)涵豐富 MATLAB 語言中最基本最重要的成分是函數(shù)，其一般形式為「 a， 6， c?? ] = fun（ d， e， f，??），即一個函數(shù)由函數(shù)名，輸入變量 d， e， f,??和輸出變量 a， b， c??組成，同一函數(shù)名 F，不同數(shù)目的輸入變量（包括無輸入變量）及不同數(shù)目的輸出變量，代表著不同的含義（有點像面向?qū)ο笾械亩鄳B(tài)性。它能在同一畫面上進行靈活操作快速排除輸入程序中的書寫錯誤、語法錯誤以至語意錯誤，從而加快了用戶編寫、修改和調(diào)試程序的速度，可以說在編程和調(diào)試過程中它是一種比 VB 還要簡單的語言。 用戶使用方便 MATLAB 語言是一種解釋執(zhí)行的語言（在沒被專門的工具編譯之前），它靈活、方便，其調(diào)試程序手段豐富，調(diào)試速度快，需要學習時間少。優(yōu)化這一技術(shù)，正是為這些問題的解決，提供理論基礎(chǔ)和求解方法，它是一門應(yīng)用廣泛 、實用性很強的科學。傳統(tǒng)設(shè)計中，在考慮 上 述 因素 或變量取值時沒有明確 V帶傳動壽命的問題 ， 造成有些 V帶設(shè)計使用壽命較低。在這種情況下，帶傳動的張緊裝置采用定期張緊和自動張緊裝置。由電機直接帶動主動帶輪，在安裝和工作中電機的位置是可以調(diào)整的，即中心距 a可調(diào)。 設(shè)計時考慮中心距可調(diào)節(jié)的方案 確定中心距在常規(guī)設(shè)計過程中起著重要的作用，它決定著帶的長度和小帶輪的包角。傳動帶工作時的初拉力即在克服離心力作用的情況下使帶傳遞有效圓周力。 帶傳動的帶速應(yīng)合理選擇 帶速對傳動能力、傳動帶壽命及軸與軸承所受壓力都有較人影響， 因 而有必要確定較合理的帶速，對小帶輪基準直徑選擇亦有一定指導意義。 在 V帶長度的選取時，常規(guī)設(shè)計采用由初選的中心距根據(jù)公式計算出帶長。其主要依據(jù)是：在小帶輪基準直徑選取時，傳統(tǒng)設(shè)計要求小帶輪 基準直徑 要不小于給定的該類帶型的最小直徑。在設(shè)計 V帶傳動的過程中，需先根據(jù)己知的功率、轉(zhuǎn)速、原動機和工作機類型、傳動位置要求及工作條件來確定。so it is hard to achieve expected optimal article intruduces the multiobjective optimal design of classica Vbelt drive based on optimization to this method,the optimal mathematical modle is built,which targets smallest quantity ,least belts and shortest center then apply a weighting factor to multiobjective problem into a single objective results show obvious optimization to the traditional d