【正文】 道和人員停留。特別適合土地緊張的大城市和一般城市的繁華區(qū)。即使平面停車，光土地征用費(fèi)也是不菲。存車時(shí)，駕駛員打卡后只需按指示信號(hào)把汽車開上升降車上即可離開，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把汽車放到合適的車位。按設(shè)計(jì)要求，一般存取車時(shí)間不超過120秒，通常不出現(xiàn)存取車排隊(duì)的現(xiàn)象。(5)增加了汽車的防盜性和防護(hù)性。綜上所述，本課題中的車庫形式選擇為機(jī)械立體車庫。由于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法尋求機(jī)械設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案，所以首先要根據(jù)實(shí)際的機(jī)械問題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，既用數(shù)學(xué)形式來描述實(shí)際設(shè)計(jì)問題。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)模型可以時(shí)解析式，試驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)公式。 數(shù)學(xué)模型一旦建立，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題就變成一個(gè)數(shù)學(xué)求解問題。 約束優(yōu)化方法 懲罰函數(shù)法原理簡單，算法易行，適用范圍廣，并且可以和各種有效的無約束最優(yōu)方法結(jié)合起來，因此得到廣泛應(yīng)用。另外，當(dāng)懲罰因子的初值取得不合適時(shí)，懲罰函數(shù)可能變得病態(tài)，使無約束最優(yōu)化計(jì)算發(fā)生困難。目前，增廣乘子法在理論上得到了總結(jié)提高，在算法上也積累了不少經(jīng)驗(yàn)，使得這種方法日益完善。它是講具有等式約束的優(yōu)化問題 轉(zhuǎn)化成拉格朗日函數(shù) 用解析法求解上式，既令，可求得函數(shù)的極值。其中， 為極值點(diǎn)， 為相應(yīng)的拉格朗日乘子向量。對(duì)于大型的非線形優(yōu)化問題，需求解高次聯(lián)立方程組，其數(shù)值解法幾乎和求解優(yōu)化問題同樣困難。因此，拉格朗日乘子法用來求解一般的約束優(yōu)化問題不是一種有效的方法。構(gòu)造外點(diǎn)懲罰函數(shù) (12)當(dāng)r→∞時(shí)，對(duì)函數(shù)進(jìn)行序列極小化，可求得原問題的極值點(diǎn)，且 。為此，將這兩種方法結(jié)合起來，即構(gòu)造懲罰函數(shù)的拉格朗日函數(shù) (13)若令求得約束極值點(diǎn)，且使 。式(13)稱增廣乘子函數(shù)，或稱增廣懲罰函數(shù)，式中的r仍稱懲罰因子。一般地說，式(11)所表示的拉格朗日函數(shù)的海賽矩陣 (14)并不是正定的，而式(13)所表示的增廣乘子函數(shù)的海賽矩陣 (15) 必定存在一個(gè)，對(duì)于一切滿足的值總是正定的。也就是說，為了求得原問題的約束最優(yōu)點(diǎn)，只需對(duì)增廣乘子函數(shù)求一次無約束極值。為了求得，采用如下方法。若不停的改變值，并對(duì)每一個(gè)求，將得到極小點(diǎn)的點(diǎn)列： 。為使，采用如下公式來校正的值 (16)這一步驟在增廣乘子法中稱為乘子迭代，是懲罰函數(shù)法中所沒有的。求函數(shù)極大值的方法不同將會(huì)得到不同的乘子迭代公式。下面分別介紹選擇這些參數(shù)的一般方法。也就是說，第一次迭代計(jì)算是用外點(diǎn)法進(jìn)行的。2)懲罰因子的初值可按外點(diǎn)法選取。當(dāng)離約束面很遠(yuǎn)，即的值很大時(shí)，則增大值，以加大懲罰項(xiàng)的作用，迫使迭代點(diǎn)更快地逼近約束面。 懲罰因子也可以用簡單的遞增公式計(jì)算 (110)這一公式形式上和外點(diǎn)法所用的公式相同，但實(shí)質(zhì)上不同。事實(shí)上，當(dāng)增加到一定值時(shí)， 已趨近于，從而增廣乘子函數(shù)的極值點(diǎn)也逼近原問題的約束最優(yōu)點(diǎn)了。3)設(shè)計(jì)變量的初值也按外點(diǎn)法選取，以后的迭代初始點(diǎn)都取上次迭代的無約束極值點(diǎn)，以提高計(jì)算效率。2)按式(13)構(gòu)造增廣乘子函數(shù)，并令，得無約束最優(yōu)解。4)按式(18)校正乘子向量，求。約束最優(yōu)解為，；否則轉(zhuǎn)下步。不等式約束的增廣乘子法對(duì)于含不等式約束的優(yōu)化問題 引進(jìn)松弛變量 ，并且令 (111)于是，原問題轉(zhuǎn)化成等式約束的優(yōu)化問題 (112)這樣就可以采用等式約束的增廣乘子法來求解了。再按式(18)計(jì)算新的乘子向量 (114)將增廣乘子函數(shù)的極小化和乘子迭代交替進(jìn)行，直至分別趨近于。 將式(113)所示的增廣乘子函數(shù)改寫成 (115)利用解析法求函數(shù)關(guān)于的極值，即令，可得 若，則。實(shí)際計(jì)算時(shí)，仍然只要對(duì)給定的及，求關(guān)于的無約束極值。 － 等式約束函數(shù)的乘子向量。 增廣乘子法的程序框圖見圖1構(gòu)造增廣乘子函數(shù)求，開始滿足收斂條件?否是圖1第二章 立體車庫總體結(jié)構(gòu)的研究 機(jī)械立體車庫的總體結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)有的機(jī)械式立體車庫按照其機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方式的不同主要可分為：循環(huán)式、電梯升降式和高架倉儲(chǔ)式三種 循環(huán)式停車庫循環(huán)式停車庫是水車原理、巨輪原理、連續(xù)鏈原理及傳送帶原理的結(jié)合，汽車放在托板上，以電機(jī)作為動(dòng)力源，用鏈條傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)所有車位移動(dòng)。 電梯式停車庫電梯式停車庫層數(shù)較高，一般都超過六層，完全是一幢放車的樓房，借用成熟的電梯技術(shù)，使汽車迅速升降到指定樓層。整個(gè)車庫是全電腦控制，自動(dòng)操作及顯示，庫區(qū)內(nèi)無人進(jìn)入，能防止人為的汽車丟失和破壞。如果在車庫內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)盤，汽車可以自動(dòng)調(diào)頭，縮短出入庫時(shí)間，實(shí)現(xiàn)迅速存取車。電梯式停車庫可在地面上設(shè)置、半地下設(shè)置或地下設(shè)置，如停車泊位需求較大時(shí)，此種車庫又可橫向或縱向拼接。它采用機(jī)械傳送設(shè)備傳送汽車，為電梯附加行走機(jī)械而成，最早出現(xiàn)在美國，在一個(gè)建筑層里疊置2~3層存放車輛的車位，可放車100輛以上。與前兩種車庫相比，土地利用率不高，而且高架倉儲(chǔ)式車庫如果采用全智能方式則造價(jià)比較高。不過這種車庫的可靠性和安全性較高，而且適合把已經(jīng)建成的單層停車庫改造成2~3層的機(jī)械停車庫。電梯升降式停車庫中車輛的存取方式又有以下幾種：左右兩側(cè)存取方式、扇形存取方式、圓周存取方式等。扇形存取方式就是停車位以電梯井道為中心作扇形分布。不過扇形存取方式的存取機(jī)構(gòu)復(fù)雜。經(jīng)過上面的比較，最后決定選取左右兩側(cè)存取方式的電梯式車庫，其結(jié)構(gòu)簡圖見圖2，如果停車位的需求大，則采取兩個(gè)或多個(gè)車庫拼接來增加車位。電梯的提升電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和控制柜放在一層。所謂又梳式就是泊車位是一個(gè)叉梳，而升降電梯中還有一個(gè)與它相錯(cuò)的叉梳，升降電梯平層以后，橫移機(jī)構(gòu)把移動(dòng)叉梳橫移到位，通過兩個(gè)叉梳的相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)汽車的存取。叉梳式存取車方式對(duì)電梯的平層精度要求比較高，需要另加擋油板。不過這種存取車方式由于每個(gè)車位都有一個(gè)托盤，因此在連續(xù)存車或連續(xù)取車時(shí)，都會(huì)有一個(gè)存托盤或取托盤的空行程，增加了存取車時(shí)間，影響車庫的存取車效率。根據(jù)移動(dòng)叉梳的不同，叉梳式存取方式又有兩種：一種是停車位叉梳作橫向移動(dòng)，而升降吊籠中的叉梳不作橫向移動(dòng)。前一種方式中，升降吊籠內(nèi)的機(jī)構(gòu)簡單，但是每一個(gè)停車位最少需要一個(gè)動(dòng)力源和一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一方面增加了整個(gè)車庫的成本，另一方面，由于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的增加必然降低整車庫的可靠性。通過上面的分析，決定采用后一種叉梳式存取方式。叉梳的推出方式有雙向和單向兩種方式，單向推出叉梳的橫移機(jī)構(gòu)簡單，但是叉梳必須能作1800轉(zhuǎn)頭才能實(shí)現(xiàn)左右方向存取車輛。考慮到既然旋轉(zhuǎn)臺(tái)是必須有的，為了減小車庫井道的寬度和降低橫移機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，把旋轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在升降吊籠上，移動(dòng)叉梳安裝在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，它們之間通過軌道連接。這樣固定停車位就不需要?jiǎng)恿υ矗惦娞莸膭?dòng)力源之外，只有旋轉(zhuǎn)和橫移兩個(gè)動(dòng)力源，它們都安裝在升降吊籠中，而且運(yùn)動(dòng)部件也大為減少。 立體車庫主體建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)立體車庫主體建筑結(jié)構(gòu)有全鋼框架和鋼筋混凝土框架之分?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)不適合單獨(dú)建造，只有在與建筑物同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建造時(shí)方可考慮，或者依附建筑物建造時(shí)也可考慮。第三章 固定叉梳的優(yōu)化設(shè)計(jì)在立體車庫中要完成的主要任務(wù)就是如何在最短的時(shí)間內(nèi)安全地完成車輛的存取，而立體車庫中升降電梯的速度已定，因此設(shè)計(jì)一套合理而安全的存取機(jī)構(gòu)和一套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將成為本車庫設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。 橫移叉梳和固定叉梳結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)橫移叉梳的結(jié)構(gòu)如圖3所示，橫移導(dǎo)軌1在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的固定導(dǎo)軌槽內(nèi)作橫移運(yùn)動(dòng)，其長度為2400mm，在叉梳橫移2000 mm后，仍有400 mm的長度與固定導(dǎo)軌槽配合，以提供足夠的平衡力，使橫移運(yùn)動(dòng)安全平穩(wěn)地完成。由于在叉梳相錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的存取車過程中，橫移叉梳中間小于最小汽車輪距部分用不到，因此不需要布置梳叉，用一塊或幾塊