有一圓形的等截面銷(xiāo)軸

1、系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名姓名孫陽(yáng)孫陽(yáng)班級(jí)班級(jí)流體流體111學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)1107240117同理可作如下編程:ezplot(?x^38.33y?[010020])?%彎曲強(qiáng)度條件的圖形holdony=0?0.01?20x=6.25^(13)plot(xy?k?)?%扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件的圖形holdonezplot(?x^40.34y^3?[010020])?%剛度條件的圖形holdonx=0?0.01?10y=8plot(x

2、y?k?)?%長(zhǎng)度邊界條件的圖形title(?各約束函數(shù)的圖像?)text(6.511?可行域?)holdoff執(zhí)行程序繪出各約束函數(shù)的圖形如圖3所示。從圖2可以看出:目標(biāo)函數(shù)的圖像規(guī)則即性態(tài)好對(duì)于多數(shù)優(yōu)化方法均適用但由圖3可行域的構(gòu)成分析可知:d36.25?0(即抗扭強(qiáng)度條件)不是起作用約束設(shè)計(jì)時(shí)可不予考慮。?應(yīng)用MATLAB軟件的優(yōu)化工具箱對(duì)優(yōu)化問(wèn)題示例求解a.取設(shè)計(jì)變量的初值為:x0=[4?10]t首先編寫(xiě)目標(biāo)函數(shù)的m文件:Obj

3、fun.m返回x處的函數(shù)值f。functionf=Objfun(x)f=0.00613x(1)^2x(2)b.因設(shè)計(jì)約束含3個(gè)非線性約束故需編寫(xiě)一個(gè)描述非線性約束的m文件:NonLinConstr.mfunction[cceq]=NonLinConstr(x)c(1)=x(1)^38.33x(2)c(2)=x(1)^36.25c(3)=x(1)^40.34x(2)^3ceq=[]c.設(shè)置線性約束的系數(shù):A=[0?10?0]b=[8?0]

4、d.給定變量的初值并且調(diào)用優(yōu)化函數(shù):x0=[4?10]A=[0?10?0]b=[8?0]1b=zeros(21)options=optimset(?Display??iter??LargeScale??off?)[xfvalexitflagoutput]=fmincon(?Objfun?x0Ab[][]lb[]?NonLinConstr?options)e.計(jì)算結(jié)果:x=???????%最后的優(yōu)化結(jié)果:?4.0543?8.0000%d=

5、4.0543l=8cmfval=%優(yōu)化后的最小質(zhì)量0.8061%Qmin=0.8061kgexitflag=%算法退出處條件????1output=???iterations?7???%函數(shù)調(diào)用次數(shù)???funcCount?29%函數(shù)評(píng)價(jià)次數(shù)???stepsize?1%步長(zhǎng)???Algithm??mediumscale:SQPQuasiNewtonlinesearch??%算法???firstderopt?[]???cgiteratio

6、ns?[]由上可知最優(yōu)方案為:d=4.0543cml=8cmQ=0.8061kg1.2.3?優(yōu)化結(jié)果的分析與比較采用MATLAB優(yōu)化工具箱的求優(yōu)結(jié)果與原優(yōu)化方案的比較請(qǐng)參見(jiàn)表1。比較2種優(yōu)化結(jié)果表明:MATLAB的優(yōu)化方案不僅是可信的而且可使銷(xiāo)軸的質(zhì)量更小(即優(yōu)化數(shù)據(jù)朝著對(duì)設(shè)計(jì)有利的方向變化這與作者采用MATLAB所進(jìn)行的其它已知優(yōu)化案例驗(yàn)證分析所得到的結(jié)論趨勢(shì)一致)減輕質(zhì)量的比率?為:?=原方案質(zhì)量現(xiàn)優(yōu)化質(zhì)量現(xiàn)優(yōu)化質(zhì)量=0.9110.