機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例-文庫吧資料
2025-02-09 16:09本頁面
【正文】 靈敏度也相差很大。 ? 在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，若目標(biāo)函數(shù)嚴(yán)重非線性，致使函數(shù)性態(tài)惡化，此時(shí)不論采用哪一種優(yōu)化方法，其計(jì)算效率都不會高，而且會使計(jì)算很不穩(wěn)定。在多數(shù)情況下，數(shù)學(xué)模型經(jīng)過尺度變換后，可以加速優(yōu)化設(shè)計(jì)的收斂，提高計(jì)算過程的穩(wěn)定性。另外應(yīng)當(dāng)盡量減少不必要的約束，不必要的約束不僅增加優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算量，而且可能使可行域縮小，影響優(yōu)化結(jié)果。 ? 在選取約束條件時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意避免出現(xiàn)相互矛盾的約束。性能約束通常與設(shè)計(jì)原理有關(guān)，有時(shí)非常簡單，如設(shè)計(jì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，按曲柄存在條件而寫出的約束函數(shù)均為設(shè)計(jì)變量的線性顯函數(shù) 。和目標(biāo)函數(shù)一樣，它們也是設(shè)計(jì)變量的可計(jì)算函數(shù)。而對于要求再現(xiàn)運(yùn)動軌跡的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，則應(yīng)根據(jù)機(jī)構(gòu)的軌跡誤差最小的要求建立目標(biāo)函數(shù)。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，當(dāng)對所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律有明確的要求時(shí)，可針對其運(yùn)動學(xué)參數(shù)建立目標(biāo)函數(shù) 。 ? 對于一般的機(jī)械，可按重量最輕或體積最小的要求建立目標(biāo)函數(shù) 。 ? 在工程實(shí)際中，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)對象，不同的設(shè)計(jì)要求靈活地選擇某項(xiàng)指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)。 ? 若一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中追求的目標(biāo)是相互矛盾的，這時(shí)常常取其中最主要的指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)，而其余的指標(biāo)列為約束條件。因?yàn)椴捎幂p的零部件建造的自身重量最輕的飛機(jī)只會促進(jìn)其它幾項(xiàng)指標(biāo)，而不會損害其中任何一項(xiàng)。 ? 例如一架好的飛機(jī)，應(yīng)該具有自重輕、凈載重量大，航程長，使用經(jīng)濟(jì)，價(jià)格便宜，跑道長度合理等性能，顯然這些都是設(shè)計(jì)時(shí)追求的指標(biāo)。但設(shè)計(jì)一臺復(fù)雜的機(jī)器，追求的目標(biāo)往往較多，就目前使用較成熟的優(yōu)化方法來說，還不能把所有要追求的指標(biāo)都列為目標(biāo)函數(shù)，因?yàn)檫@樣做并不一定能有效地求解。選擇目標(biāo)函數(shù)是整個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中最重要的決策之一。另外還應(yīng)注意設(shè)計(jì)變量應(yīng)當(dāng)相互獨(dú)立，否則會使目標(biāo)函數(shù)出現(xiàn)“山脊”或“溝谷”，給優(yōu)化帶來困難。另一類狀態(tài)參數(shù)，如功率、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、撓度、壓力、速度、加速度等則通常可由設(shè)計(jì)對象的尺寸、載荷以及各構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系等計(jì)算得出，多數(shù)情況下也沒有必要作為設(shè)計(jì)變量。
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