計(jì)算機(jī)繪圖機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書-資料下載頁
2025-05-14 03:25本頁面
【正文】 2)+sin(x1)*cos(x2)的最優(yōu)解四、實(shí)驗(yàn)步驟及程序框圖作好上機(jī)時(shí)的準(zhǔn)備工作。了解本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，熟悉共軛梯度法求函數(shù)最優(yōu)點(diǎn)的基本思路（如圖14所示）：關(guān)鍵點(diǎn)：共軛方向與梯度之間的關(guān)系 ，此式表明沿方向d k進(jìn)行一維搜索，其終點(diǎn)x k+1與始點(diǎn)x k的梯度之差g k+1 g k與d k的共軛方向dj正交。第一個(gè)搜索方向取x0點(diǎn)的負(fù)梯度－g0 ，即 d 0＝－ g0，然后沿著 這些共軛方向一直搜索下去，直到最后迭代點(diǎn)處梯度的模小于給定允許值為止。若目標(biāo)函數(shù)為非二次函數(shù)，經(jīng)n次搜索還未達(dá)到最優(yōu)點(diǎn)時(shí)，則以最后得到的點(diǎn)作為初始點(diǎn)，重新計(jì)算共軛方向，一直到滿足精度要求為止。 圖14 共軛梯度法的幾何說明編制共軛梯度法程序。1) 建立可操作性的頁面及其各控件屬性。例：如圖15所示。2) 定義函數(shù)和變量數(shù)據(jù)類型。3) 根據(jù)程序框圖編制程序。程序框圖如圖16所示。4) 運(yùn)行調(diào)試，輸出運(yùn)行結(jié)果。如圖17所示。四、實(shí)驗(yàn)分析與實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果是否正確，得到的優(yōu)化值是否與理論值相符合。當(dāng)場(chǎng)作出實(shí)驗(yàn)口頭報(bào)告?？蛇M(jìn)一步優(yōu)化工作界面或程序，使它具有通用性。圖15 共軛梯度法的工作界面圖16 共軛梯度法程序框圖圖17 共軛梯度法的運(yùn)行結(jié)果實(shí)驗(yàn)二 優(yōu)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，進(jìn)一步掌握各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用，掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般過程二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)學(xué)生本人具體情況，學(xué)生可對(duì)一下實(shí)驗(yàn)題目任選一個(gè)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)語言上機(jī)編程、調(diào)試、輸入適當(dāng)參數(shù)，運(yùn)行出結(jié)果，學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)。（斜齒）減速箱的最優(yōu)化設(shè)計(jì)三 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 以鏈傳動(dòng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)要闡述機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般過程以及實(shí)驗(yàn)步驟。鏈傳動(dòng)是機(jī)械中應(yīng)用極為普遍的一種傳動(dòng)形式，鏈傳動(dòng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，通常的設(shè)計(jì)步驟是先憑經(jīng)驗(yàn)確定鏈輪的齒數(shù)、鏈傳動(dòng)中心距、鏈的傳動(dòng)列數(shù)，然后根據(jù)傳動(dòng)條件計(jì)算功率、小齒輪的轉(zhuǎn)速，由鏈極限功率曲線查出單排鏈在特定條件下傳遞的最大功率，最后選擇鏈的節(jié)距號(hào)。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法試湊盲目、設(shè)計(jì)周期長，設(shè)計(jì)結(jié)果難以最優(yōu)。鏈傳動(dòng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)首先為了充分發(fā)揮鏈的最大傳遞功率，確定出所需的最少鏈排數(shù)，然后在此基礎(chǔ)上緊湊尺寸優(yōu)選其他設(shè)計(jì)參數(shù)。鏈傳動(dòng)的基本設(shè)計(jì)公式為： kW式中 ：鏈的列數(shù)； ：特定條件下單列鏈傳遞的功率，kW； ：鏈傳動(dòng)的額定功率，kW； ：工作情況系數(shù)； ：小齒輪齒數(shù)系數(shù)； ：中心距系數(shù)； ：傳動(dòng)比系數(shù)； ：多列鏈系數(shù)。還需上述參數(shù)的數(shù)表和線圖用數(shù)學(xué)函數(shù)公式化處理： kW 式中 ：小鏈輪齒數(shù)； ：小鏈輪轉(zhuǎn)速， ：鏈節(jié)距，mm； ：鏈傳動(dòng)比； ：大鏈輪轉(zhuǎn)速，； ：中心距鏈節(jié)數(shù)，； ：鏈傳動(dòng)中心距，mm。一般設(shè)計(jì)問題已知條件為傳遞功率，小鏈輪的轉(zhuǎn)速，鏈傳動(dòng)比，原動(dòng)機(jī)或工作機(jī)的工作情況系數(shù)，若以單列鏈為基礎(chǔ)，則鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)變量為：小鏈輪齒數(shù)，鏈節(jié)距，中心鏈節(jié)數(shù)。即： 。為了在已知條件下充分發(fā)揮鏈的最佳傳動(dòng)能力，以單列鏈傳動(dòng)功率最大或以鏈的列數(shù)最少為尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，即： 或 小鏈輪齒數(shù)的限制： 鏈節(jié)距的限制：中心距的限制：鏈速的限制：電動(dòng)機(jī)通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)運(yùn)輸機(jī)，傳動(dòng)功率,電機(jī)轉(zhuǎn)速，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速。希望鏈節(jié)距，中心距。原有設(shè)計(jì)方案用三排鏈，鏈節(jié)距，中心距，小鏈輪。為發(fā)揮鏈的最大傳動(dòng)功率，試改良原設(shè)計(jì)方案。其數(shù)學(xué)模型為：建議采用內(nèi)點(diǎn)懲罰函數(shù)法，選用，，計(jì)算結(jié)果為：。較好的設(shè)計(jì)方案為：2367127202四、實(shí)驗(yàn)分析與實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果是否正確，得到的優(yōu)化值是否與理論值相符合，當(dāng)場(chǎng)作出實(shí)驗(yàn)口頭報(bào)告?？蛇M(jìn)一步優(yōu)化工作界面或程序，使它具有通用性。32 / 32
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