MATLAB在优化设计教学中的应用.pdf

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1、第50卷第3期VoI．50No．3农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING20t2年3月Mar．2012doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2012．03．017MATLAB在优化设计教学中的应用李坤，何佳(安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001)【摘要】分析了优化设计课程的性质与特点以及教学中存在的问题。MATLAB优化工具箱代替传统的计算机语言编程，简单易学，可视化程度高，适合工程技术。通过具体的示例加以说明。在针对工科学生的优化设计教学中应该推广MATLAB软件。[关键词]优化设计；MA

2、TLAB；教学。[中图分类号]THl22[文献标志码]B【文章编号]1673—3142(2012)02—0059—03ApplicationofMatlabinOptimizationDesignTeachingLiKun，HeJia(Dept．ofMechanicalEngineering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology232001，China)Abstract：ThecharacterandfeaturesofOptimizationDesignaswellastheproblemsintheteachingwasanalyzed．

3、Comparedwithothercommoncomputerlanguages，theOptimizationToolboxprogrammingissimpleandeasyandmorevisibleanditisverysuitableforengineers．Thesewereillustratedthroughaspecificexample．Tosumup，MadabsoftwareshouldbeextendedinthecourseofOptimizationDesign，especiallyforthoseengineeringstudents．Keyword

4、s：optimizationdesign；Matlab；teaching1优化设计及其教学特点优化设计是设计理论发展中的一门新兴学科。它的基本思想是：根据设计的一般理论、方法以及设计规范和行业标准等，把工程设计问题按照具体要求建立一个能体现设计问题的数学模型，并找出它的最优方案，使问题的解决在某种意义上达到最优化。优化设计方法是解决复杂设计问题的一种有效手段。优化设计教学是一门把最优化技术和计算机技术结合起来、融为一体的课程。其实践性很强．教学重点在于正确建立数学模型和掌握各种优化方法的特点。但是，优化设计最终问题的求解又是以计算机的数值计算为基础的，传统的方法就是利用计算机的各

5、种编程语言进行编程求解所建立的优化设计的数学模型。而计算机编程对大部分工科学生来说是非常困难的，也耗费了大量的精力，特别是一些现代新发展的优化方法．如。模拟退火算法、遗传算法和人工神经网络算法等现代启发式算法，在有限的课时内用一般的计算机高收稿日期：2011-12—21作者简介：李坤(1978一)，男，安徽太和人，硕士，讲师，主要从事化工机械、过程控制方向的教学及研究工作。级语言编程实现几乎是不可能的。且劳动具有重复性[1]o2MATLAB简介MATLAB是美国MathWorks公司20世纪80年代推出的功能十分强大的工程计算及数值分析软件，自推出起，就以其强大的功能和良好的开放

6、性而在科学计算诸软件中独占鳌头。MATLAB功能强大，容易扩展，包括基本部分和学科专业工具箱。基本部分有：矩阵运算和各种变换．代数和超越方程的求解，数据处理和傅立叶变换，数值积分等；学科专业的工具箱(Toolbox)主要有：控制系统工具箱(ControlToolbox)、信号处理工具箱(SignalProcessingToolbox)、图像处理工具箱(ImagePro—cessingToolbox)、系统辨识工具箱(SystemIdenti—ficationToolbox)、模糊逻辑工具箱(FuzzyLogicToolbox)、通讯工具箱(CommunicationsToolbo

7、x)、遗传算法最优化工具箱(GeneticAlgorithmOpti—mizationToolbox)、最优化计算工具箱(Optimiza．tionToolbox)、数理统计工具箱(StatisticsT001．box)、小波分析工具箱(WaveletToolbox)等等。另外，MATLAB主文件和各专业工具文件都是可读农业装备与车辆工程2012矩可改写的源文件．用户可对其修改以适应自己的需要。也可以自己编写源程序，创建新的工具箱。基于以上特点。在发达国家特别是欧美的高等院校．已