基于matlab約束優(yōu)化方法教學(xué)軟件包的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧在線文庫
【正文】 及每次尋優(yōu)迭代的最優(yōu)點(diǎn)。最后更要感謝我的父母，多年來以他們辛勤的勞動(dòng)培養(yǎng)并幫助我順利的完成學(xué)業(yè)。致謝 首先，要感謝我的導(dǎo)師韓文副教授，正是導(dǎo)師的循循善誘和悉心指導(dǎo)，使本課題畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。圖形縮放條的作用是縮放圖形的大小，以利于更好的理解迭代尋優(yōu)的過程；6） 如果要進(jìn)行下一次的尋優(yōu)計(jì)算，則可單擊 按鈕，把輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)以及圖形全部清除。80年代中期，Mathworks公司將MATLAB投向市場(chǎng)?；旌戏ǖ某绦蚩驁D與內(nèi)點(diǎn)法的框圖相類似，此處略。利用上述方法構(gòu)造混合法的懲罰函數(shù)時(shí)，其求解具有內(nèi)點(diǎn)法的特點(diǎn)。令計(jì)算次數(shù)k＝1。因此，要使極小，必須迫使懲罰項(xiàng)等于零，亦即要求滿足約束條件，即迫使。W．C．Davido提出并經(jīng)過R．F1etcher和M．J．D．Powell修改的求校正矩陣的公式即所謂DFP公式為 因?yàn)閚 x n階對(duì)稱正定矩陣，故上式可寫為 式中 利用上式求出校正矩陣后，便可按式求出下一輪迭代的(k+1)。2．2．2．1 DFP變尺度法的原理牛頓法以及修正牛頓法雖然收斂很快，但是計(jì)算較繁，需要計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣(Hessian矩陣)的逆矩陣，即，才能求得探索方向即牛頓方向： 如果能設(shè)法構(gòu)造出一個(gè)對(duì)稱正定矩陣來代替，并在迭代過程中使逐漸逼近，那末就簡化了牛頓法的計(jì)算，且保持丁牛頓法收斂快的優(yōu)點(diǎn)，這就是變尺度法的基本思想?？扇一50，但多數(shù)情況是取=1。為此可先對(duì)設(shè)計(jì)問題估計(jì)一個(gè)初始點(diǎn)，這一點(diǎn)可能已滿足s個(gè)不等式約束條件，而剩下的(s1)個(gè)約束條件未滿足，即 先求{ }然后將作為目標(biāo)函數(shù)，求使受約束于 （u=1，2，…，s） （u=s+1，s+2，…，m）由此構(gòu)造懲罰函數(shù)并利用程序自身的懲罰函數(shù)法求它的極值點(diǎn)?？梢园衙看蔚蟮玫牡臒o約束極值的最優(yōu)解X*()看作是以為參數(shù)的一條軌跡，當(dāng)取……0且時(shí)，點(diǎn)列{X*()}就沿著這條軌跡趨于的約束最優(yōu)點(diǎn)。即……0。否則，將由于所選擇的初始點(diǎn)的不同，而探索到不同的局部最優(yōu)解上，如圖21 (b)所示。有時(shí)，在建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型后由于不能求得最優(yōu)解而必須改變數(shù)學(xué)模型的型式。 最優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型選取設(shè)計(jì)變量、列出目標(biāo)函數(shù)、給定約束條件后便可構(gòu)造最優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。 不論是國內(nèi)研制的《優(yōu)化方法程序庫OPB1》、《優(yōu)化方法程序庫OPB2》、具有很強(qiáng)專業(yè)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，還是國外常用的matlab的優(yōu)化工具箱，都沒有提供圖形用戶界面，使用起來非常不方便，而且對(duì)于一般的院校來說，為了教學(xué)而去購買那些軟件是很不現(xiàn)實(shí)的，基于此，開發(fā)一種用于教學(xué)的可視化優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件包是很有意義的。面對(duì)千差萬別的工程設(shè)計(jì)問題, 要求優(yōu)化模型及優(yōu)化方法具有多樣性。這些應(yīng)用軟件豐富多樣, 大大推動(dòng)了優(yōu)化方法在機(jī)械工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用?！稒C(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》是機(jī)械設(shè)計(jì)類專業(yè)的一門必修課程，其中優(yōu)化設(shè)計(jì)方法理論性較強(qiáng)，學(xué)生不易理解，從而使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中倍感吃力。關(guān)鍵詞：優(yōu)化設(shè)計(jì) 軟件包 圖形用戶界面 ABSTRACTAs one of the primary modem design ways, optimization plays a more important role then ever in kinds of areas.《optimization design of machinics》is one of necessity courses of machinical design domain,in which optimization methods were abstrctive,it is hard to understand and this reslut the students felt difficulty in study process.In this task, the design of restraint optimization software based on MATLAB is introduced,what has a very friendly graphic user interface (GUI) and make the resluts GUI was consisted of the parameter input frame、the parameter output frame and the figure of software can help the students understanding the process of looking for the best point,and to change the abstractive problem specific.In this paper,the process of open up and the method of using were introduced about the restraint optimization software,which may apply some help for the puter aided instruction.Keywords: optimal design software package graphic user interface目錄摘 要 2Abstract 31 緒論 5 本課題的現(xiàn)狀及其研究意義 51．2 本課題的主要工作 62 優(yōu)化算法原理 8 最優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 82．2約束優(yōu)化算法 92．2．1 懲罰函數(shù)內(nèi)點(diǎn)法 102．2．1．2 懲罰函數(shù)內(nèi)點(diǎn)法的迭代步驟： 122．2．1．3 應(yīng)注意的問題： 132．2．2 DFP變尺度法 162．2．2．1 DFP變尺度法的原理 162．2．2．2 DFP變尺度法的計(jì)算步驟 182．2．3 懲罰函數(shù)外點(diǎn)法 192．2．3．1 懲罰函數(shù)外點(diǎn)法的原理 192．2．3．2 懲罰函數(shù)外點(diǎn)法的迭代步驟： 212．2．4 懲罰函數(shù)混合法 232．2．4．1 懲罰函數(shù)混合法的原理 232．2．4．2 懲罰函數(shù)混合法的迭代步驟： 252．2．5 三種算法的比較 253軟件開發(fā)及其使用 273．1 軟件開發(fā)過程 273．2 軟件的使用 28 優(yōu)化算例 30 結(jié)果分析 315 結(jié)論 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35 1 緒論機(jī)械產(chǎn)品的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，是根據(jù)產(chǎn)品的功能要求與使用條件，通過估算，類比或?qū)嶒?yàn)確定設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性等的分析驗(yàn)算，如果達(dá)不到要求，則修改有關(guān)參數(shù)，再進(jìn)行驗(yàn)算，直至滿足設(shè)計(jì)要求，這種設(shè)計(jì)方法不僅消耗大量的時(shí)間與精力，而且最終方案也是一種可行
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1