机械优化设计实验指导书-济南大学

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1、济南大学机械工程学院机械优化筱针实验犒导吊机械设计系王桂从—、实验目的机械优化设计是一门实践性较强的课程，学生通过上机计算达到以下1=1的:1、加深对机械优化设计方法的基本理论和算法步骤的理解。2、培养学生独立编制、调试计算机程序的能力。3、掌握常用优化方法程序的使用方法。4、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。二、实验项目、学时分配及对每个实验项目的要求序号实验项冃学时数实验要求1一维搜索方法21、明确进退法、黄金分割法的基本原理及程序框图2、编制进退法、黄金分割法程序3、用考核题对所编程序进行考核2鲍威尔方法21、明确鲍威尔法基木

2、原理及程序框图2、编制鲍威尔法程序3、用考核题对所编程序进行考核3DFP方法21、明确DFP方法法基本原理及程序框图2、编制DFP方法法程序3、用考核题对所编程序进行考核4随机方向法21、明确随机方向法基本原理及程序框图2、编制随机方向法程序3、用考核题对所编程序进行考核5复合型法21、明确复合形法基本原理及程序框图2、编制复合形法程序3、用考核题对所编程序进行考核三、实验报告内容每次上机实验结束后，学生要作一份完整的实验报告，实验报告内容应包括:1、优化方法的基木原理简述及程序框图绘制。2、编制优化方法程序。3、用考核题对所编程序进行考核。四、实验

3、考核办法本课程实验成绩依据以下儿个方面进行考核1、实验报告2、考核所编制的程序3、实验纪律、出勤等实验一一维搜索方法本实验求函数f(x)=(x-9)2的搜索区间［a,b］o并用黄金分割法和插值法分别求最优解#include#include/*函数f(x)=(x-9)2"doublef(doublex){}/*求搜索区间［a,b］的函数,x0…初始点;hO…初始步长*/voidfind_ab(doublexO,doublehO,doubledouble*b){doubleh,x1,y1,x2,y2,x3,y3;h=hO

4、;xl=xO;yl=f(xl);x2=xl+h;y2=f(x2);if(y2>=yl){}for(;;){}if(h>0){*a=xl;*b=x3;}else{*a=x3;*b=x1;}黄金分割法讪・・・搜索区间［«切；.-精度x,y■-最优解XF*voidsearch_gold(doublea,doubleb.doublee,double*x,double*y){doublexl，x2,yl，y2;do{if(ylvy2){}else{}while(b-a>e);*x=0.5*(a+b);*y=f(*x);二次插值法a,b…搜索区间[a,b];e

5、…精度xpt,ypt—最优解X*,F**/voidsearch_insert(doublea,doubleb,doublee,double*xpt,double*fpt){doublexl，x2,fl,f2，x3,f3,xp，m，xp0,cl,c2;intk=1;xl=a;x3=b;x2=0.5*(a+b);fl=f(xl);f2=f(x2);f3=f(x3);xp0=0;for(;;){cl=(f3-fl)/(x3-xl);c2=((f2-fl)/(x2-xl)-cl)/(x2-x3);if(c2==0.0){*xpt=x2;*fpt=f2;bre

6、ak;}if((xp-xl)*(x3-xp)<=0.0){*xpt=x2;*fpt=f2;break;}if(k!=l)if(fabs(xpO-xp)<=e){break;}if(xp>x2)if(f2#include#includeconstMAXN=10;doublexk

7、k[MAXN],xk[MAXN],sk[MAXN];intN;doubleF(double*x){return4*pow(x[0]-5,2.0)+pow(x[l]-6,2.0);}doublef(doublex)无约束坐标轮换法x0-初始点el-—维搜索精度e2-求解精度*/doublenc_trans(double*x0,doubleel.doublee2){inti,j,k=l;doublea,b,ax，ay,d;for(;;){for(j=0;jvN;j++)xk[jl=xO[jJ；for(i=0;i

8、+)if(j==i)sk

9、j]=l;elsesk[j]=O;find_ab(0,l，&a,&b);searc