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机构优化设计的一般步骤

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:机构优化设计一般应遵循如下步骤:建立优化数学模型 机构优化设计的数学模型是把机构设计问题用数学关系式表达出来。根据具体的优化设计问题,适当地选择优化方法才会有较好的效果。对于求导困难,而维数较高的数学模型可采用复合形法。尽管随机搜索法需要较长的运算时间,而复合形法需要较长的准备时间,但其共同优点是易求解全局最优解,在设计变量较少时一般可避免局部最优解。

机构优化设计一般应遵循如下步骤:

(1)建立优化数学模型 机构优化设计的数学模型是把机构设计问题用数学关系式表达出来。要能正确可靠地表达设计问题所要达到的目的,全面反映各因素间的内在联系以及受到的各种限制。因此,建立数学模型往往是很复杂的。

(2)选择合适的优化方法 各种优化方法都有各自的特点和一定的适用场合。根据具体的优化设计问题,适当地选择优化方法才会有较好的效果。对于求导困难,而维数较高的数学模型可采用复合形法。尽管随机搜索法需要较长的运算时间,而复合形法需要较长的准备时间,但其共同优点是易求解全局最优解,在设计变量较少时一般可避免局部最优解。

(3)编写程序 编写程序是一种技巧较高而且很细致的工作。即使是一个较为简单的优化问题,也需考虑多方面的因素。因此在编程前必须根据设计思路制定一个较详细的流程图来反映计算步骤及各项计算间的逻辑关系以作为编程的依据。(www.xing528.com)

应尽量采用已有的优化程序以提高编程效率及可靠性。即使是一个很简单的新编制的程序也很难在计算机上一次通过,且必须经过试算才能确认其正确性。

(4)分析优化结果 分析优化结果的目的在于验证优化结果的正确性与实用性,尽管优化本身是可以信赖的,但由于设计问题的复杂性、建模中的失误和疏忽,都会导致计算结果与实际情况不符,甚至是荒谬的。

首先要检查计算公式是否有错、约束条件是否齐全及编程是否有错。如果发现有些约束条件不能满足,应该在可能的条件下改变其限制值。为了得到全局最优解,可以多选几个分布在不同位置的初始点进行计算,如果各结果都归于同一解上,可以认为所得的解是全局最优解,否则从这些解中选择目标函数最小解作为全局最优解。

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