合工大机械优化设计 作业

发布 2022-07-17 20:44:28 阅读 9813

1.线性规划实例—生产规划(课本p95):

步骤一:建立模型:每天生产甲乙两种产品分别为x1和x2,数学模型为:

目标函数:minf(x1,x2)=60*x1+120*x2

约束条件:9*x1+4*x2<=360

3*x1+4*x2<=300

4*x1+5*x2<=200

x1<=0

x2<=0

用excel建立模型如下:

步骤二:规划求解参数确定:

步骤三:选项参数确定:

步骤四:求解:

由上面求解过程可知:x1=20,x2=24时,可使目标函数值最小,即f(x1,x2)=4080.

2.工程下料问题规划求解:

由题意可列出下列方案:

步骤一:设使用8种方案的次数分别为x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7和x8,且均为正整数,建立数学模型如下:

目标函数:f(x)=(5*x1+6*x2+23*x3+5*x4+20*x5+6*x6+23*x7+5*x8)/(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8)*180)

约束条件:gx1=2*x1+x2+x3+x4=100

gx1=2*x2+x3 +3*x5+2*x6+x7

gx1=x1+x3+3*x4 +2*x6+3*x7+5*x8

用excel建立模型如下:

步骤二:规划求解参数确定:

步骤三:选项参数确定:

步骤四:求解:

由上面求解过程可知:x1=23,x2=50,x3=0,x4=4,x5=0,x6=0,x7=0和x8=3时,可使目标函数值最小,即f(x)=0.045139.

3.自选规划求解题目(**:):

某厂生产a b c三种产品,净利润分别为90元,75元,50元;使用的机时数分别为3h,手工时数分别为4h,3h,2h,由于数量和品种受到制约,机工最多为400h,手工为280h,数量最多不能超过50件,c至少要生产32件。求:如何安排a b c的数量以获得最大利润?

解:建立数学模型:a、b、c三种产品的数量分别为x1,x2和x3,其利润为f(x):

目标函数:maxf(x)=90*x1+75*x2+50*x3

约束条件:3*x1+4*x2+5*x3<=400

4*x1+3*x2+2*x3<=280

x1<=50

x2>=32

用excel建立模型如下:

步骤一:建立模型:

步骤二:规划求解参数确定:

步骤三:选项参数确定:

步骤四:求解:

由上面求解过程可知:x1=0,x2=93,x3=0时,可使目标函数值最大,即f(x)=11160.

语言解读:c 连杆机构问题函数子程序。

c 目标函数。

subroutine ffx(n,x,fx目标函数定义)

cdimension x(n)

common /one/ i1,i2,i3,i4,nfx,i6

nfx=nfx+1

p0=acos(((1.0+x(1))*2-x(2)**2+25.0)/(10.0*(1.0+x(1)))输入角初始值)

q0=acos(((1.0+x(1))*2-x(2)**2-25.0)/(10.0*x(2)))输出角初始值)

t=90.0*3.1415926/(180.0*30.0) ;将输入角30等分后每一份值)

fx=0.0目标函数初始值)

do 10 k=0,30循环程序入口,循环次数30次)

pi=p0+k*t计算每一次循环后的输入角)

qe=q0+2.0*(pi-p0)**2/(3.0*3.1415926);(计算每一次循环后的理想输出角)

d=sqrt(26.0-10.0*cos(pi与l1和l4相邻的连杆四边形对角线长度r)

al=acos((d*d+x(2)*x(2)-x(1)*x(1))/2.0*d*x(2)))l3和r的夹角)

bt=acos((d*d+24.0)/(10.0*dl4和r的夹角)

if ( and. then;(判断输入角是否在0到pi之间,计算实际输出角)

qi=3.1415926-al-bt

elseqi=3.1415926-al+bt

endifif( .or. then ;(判断循环次数是否在30次内,计算目标函数)

fx=fx+(qi-qe)**2*t;

elsefx=fx+(qi-qe)**2*t/2.0

endif10 continue继续循环)

end程序段结束)

c 不等约束。

subroutine ggx(n,kg,x,gx约束条件函数子程序)

cdimension x(n),gx(kg定义gx<=0的约束条件函数)

gx(1)=-x(1杆长l2>=0)

gx(2)=-x(2杆长l1>=0)

gx(3)=-x(1)+x(2))+6.0最短杆l1和杆l4之和小于另两杆之和)

gx(4)=-x(2)+4.0)+x(1最短l1和杆l2之和小于另两杆之和条件)

gx(5)=-4.0+x(1))+x(2最短l1和杆l3之和小于另两杆之和条件)

gx(6)=-1.4142*x(1)*x(2)-x(1)**2-x(2)**2)-16.0 ;(传动角大于45度)

gx(7)=-x(1)**2+x(2)**2+1.4142*x(1)*x(2))+36.0;(传动角小于135度)

endc 等式约束。

subroutine hhx(n,kh,x,hx约束条件函数子程序)

cdimension x(n),hx(kh定义hx=0的约束条件函数)

x(1)=x(1)

end5.学习心得:

通过完成这次老师布置的课后作业,我对《机械优化设计》这门课有了新的更加深刻的认识。通过数学建模,然后应用excel软件处理优化设计问题,大大提高了设计计算的效率,而且操作性和实践性都非常强,能够很好地将课本上的理论知识应用于实验实践之中,在完成优化问题的同时,也进一步增强了我对于《机械优化设计》这门课程的兴趣。都说兴趣是最好的老师,我相信我一定能够学好这门课的!

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