計算機繪圖機械優(yōu)化設計實驗指導書-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、實驗步驟及程序框圖作好上機時的準備工作。了解本次實驗的內(nèi)容，熟悉共軛梯度法求函數(shù)最優(yōu)點的基本思路（如圖14所示）：關(guān)鍵點：共軛方向與梯度之間的關(guān)系 ，此式表明沿方向d k進行一維搜索，其終點x k+1與始點x k的梯度之差g k+1 g k與d k的共軛方向dj正交。第一個搜索方向取x0點的負梯度－g0 ，即 d 0＝－ g0，然后沿著 這些共軛方向一直搜索下去，直到最后迭代點處梯度的模小于給定允許值為止。若目標函數(shù)為非二次函數(shù)，經(jīng)n次搜索還未達到最優(yōu)點時，則以最后得到的點作為初始點，重新計算共軛方向，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) 運行調(diào)試，輸出運行結(jié)果。如圖17所示。四、實驗分析與實驗報告分析實驗運行結(jié)果是否正確，得到的優(yōu)化值是否與理論值相符合。當場作出實驗口頭報告?？蛇M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 共軛梯度法的運行結(jié)果實驗二 優(yōu)化技術(shù)在機械設計中的應用一 實驗目的，進一步掌握各種優(yōu)化設計方法在機械設計中應用，掌握機械優(yōu)化設計的一般過程二 實驗內(nèi)容根據(jù)學生本人具體情況，學生可對一下實驗題目任選一個，應用計算機語言上機編程、調(diào)試、輸入適當參數(shù)，運行出結(jié)果，學時4學時。（斜齒）減速箱的最優(yōu)化設計三 實驗指導 以鏈傳動的最優(yōu)化設計為例，簡要闡述機械優(yōu)化設計的一般過程以及實驗步驟。鏈傳動是機械中應用極為普遍的一種傳動形式，鏈傳動的傳統(tǒng)設計，通常的設計步驟是先憑經(jīng)驗確定鏈輪的齒數(shù)、鏈傳動中心距、鏈的傳動列數(shù)，然后根據(jù)傳動條件計算功率、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。這種傳統(tǒng)的設計方法試湊盲目、設計周期長，設計結(jié)果難以最優(yōu)。鏈傳動的最優(yōu)設計首先為了充分發(fā)揮鏈的最大傳遞功率，確定出所需的最少鏈排數(shù)，然后在此基礎上緊湊尺寸優(yōu)選其他設計參數(shù)。鏈傳動的基本設計公式為： 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； ：鏈傳動比； ：大鏈輪轉(zhuǎn)速，； ：中心距鏈節(jié)數(shù)，； ：鏈傳動中心距，mm。一般設計問題已知條件為傳遞功率，小鏈輪的轉(zhuǎn)速，鏈傳動比，原動機或工作機的工作情況系數(shù)，若以單列鏈為基礎，則鏈傳動的設計變量為：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)揮鏈的最佳傳動能力，以單列鏈傳動功率最大或以鏈的列數(shù)最少為尋優(yōu)目標函數(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：電動機通過鏈傳動帶動運輸機，傳動功率,電機轉(zhuǎn)速，從動輪轉(zhuǎn)速。希望鏈節(jié)距，中心距。原有設計方案用三排鏈，鏈節(jié)距，中心距，小鏈輪。為發(fā)揮鏈的最大傳動功率，試改良原設計方案。其數(shù)學模型為：建議采用內(nèi)點懲罰函數(shù)法，選用，，計算結(jié)果為：。較好的設計方案為：2367127202四、實驗分析與實驗報告分析實驗運行結(jié)果是否正確，得到的優(yōu)化值是否與理論值相符合，當場作出實驗口頭報告?？蛇M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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