汽车优化设计 任课散师:杜小芳杨波 流车工程学院汽车系
汽车优化设计 汽车工程学院汽车系 任课教师：杜小芳 杨波
参考文献 孙靖民.机械优化设计.机械工业出版社 刘惟信,孟嗣宗机械最优化设让清华 大学出版社 张宝生,李杰,林明芳.汽车优化设计理 论与方法机械工业出版社
2 参考文献 • 孙靖民. 机械优化设计. 机械工业出版社 • 刘惟信，孟嗣宗. 机械最优化设计. 清华 大学出版社 • 张宝生，李杰，林明芳. 汽车优化设计理 论与方法. 机械工业出版社
绪论 机械的设计方法 二.优化设计方法简介 三.最优化方法的发展概况
3 绪 论 一. 机械的设计方法 二. 优化设计方法简介 三. 最优化方法的发展概况
机械的设计方法 )机械的传统设计方法 基于手工劳动或简易计算工具 低效,一般只能获得一个可行的设计方案 二)机械的现代优化设计方法 基于计算机的应用 设计过程—①从实际问题中抽象出数学模型 ②选择合适的优化方法求解数学模型 特点—以人机配合或自动搜索方式进行,能从 “所有的”可行方案中找出“最优的”设 计方案
4 一.机械的设计方法 二)机械的现代优化设计方法 ---基于手工劳动或简易计算工具 设计过程--- 特 点--- ---基于计算机的应用 低效,一般只能获得一个可行的设计方案. ① 从实际问题中抽象出数学模型; ② 选择合适的优化方法求解数学模型. 以人机配合或自动搜索方式进行,能从 “所有的”可行方案中找出“最优的”设 计方案. 一)机械的传统设计方法
三)传统设计与优化设计的对比 调查分析 传统设计方法 计算机辅助设计的 最优化设计方法 方案拟定 估算、经验 类比或试验 技术设计 分析计算 建立数学模型 性能检验 选择优化算法 零件试制 经验或直 观判断 优化结果评价 试验验证 参数修改 被动的重复分析 主动设计 产品制造 方案数量有限 大量可行方案
三）传统设计与优化设计的对比 调查分析 方案拟定 技术设计 试验验证 产品制造 零件试制 经验或直 观判断 传统设计方法 估算、经验 类比或试验 分析计算 性能检验 参数修改 被动的重复分析 方案数量有限 计算机辅助设计的 最优化设计方法 建立数学模型 选择优化算法 优化结果评价 主动设计 大量可行方案
二.优化设计方法简介 1)古典方法:微分法;变分法 —仅能解决简单的极值问题 2)现代方法:数学规划方法 可求解包含等式约束和不等式约束 的复杂的优化问题 有线性规划、非线性规划、几何规划、动态规 划和混合离散规划等
6 二.优化设计方法简介 1)古典方法: 2)现代方法: 有线性规划、非线性规划、几何规划、动态规 划和混合离散规划等。 微分法; 变分法. ---仅能解决简单的极值问题 数学规划方法 ---可求解包含等式约束和不等式约束 的复杂的优化问题
最优化方法的发展概况 —是适于生产建设、计划管理、科学实验和战争的需要发展起来的。 1)二十世纪三十年代.前苏联 K a H T OPoBnY 根据生产组织和计划管理的需要提出线性规划问题.在 第二次世界大战期间出于战争运输需要,提出线性规划 问题的解法; 2)二十世纪五十年代末.H.W.Kuhn&A.W. Tucker提出 非线性规划的基本定理,奠定了非线性规划的理论基础 其求解方法在六十年代获得飞速发展;
7 三.最优化方法的发展概况 ---是适于生产建设、计划管理、科学实验和战争的需要发展起来的。 1）二十世纪三十年代.前苏联 Канторович 根据生产组织和计划管理的需要提出线性规划问题. 在 第二次世界大战期间出于战争运输需要，提出线性规划 问题的解法； 2）二十世纪五十年代末. H.W.Kuhn & A.W.Tucker提出 非线性规划的基本定理,奠定了非线性规划的理论基础. 其求解方法在六十年代获得飞速发展;
3)二十世纪六十年代.美数学家R.J. Duffin提出了几 何规划,可把高度非线性的问题转化为具有线性约束的 问题来求解,使计算大为简化; 4)动态规划由R. Bell man创立,可解与时间有关的最优 化问题; 5)混合离散规划是二十世纪八十年代提出的,目前仍在发 展过程中 *最优化方法用于机械设计是从二十世纪六十年代开始的, 较早的成果主要反映在机构的优化设计方面,现已广泛用 于机械零部件设计和机械系统的优化设计
8 3)二十世纪六十年代.美数学家 R.J.Duffin 提出了几 何规划, 可把高度非线性的问题转化为具有线性约束的 问题来求解, 使计算大为简化; 4) 动态规划由 R.Bellman 创立, 可解与时间有关的最优 化问题; 5) 混合离散规划是二十世纪八十年代提出的,目前仍在发 展过程中. * 最优化方法用于机械设计是从二十世纪六十年代开始的, 较早的成果主要反映在机构的优化设计方面,现已广泛用 于机械零部件设计和机械系统的优化设计
优化设计的主要内容 )优化设计概论 二)优化设计的数学基础 三)一维搜索方法 四)无约束优化方法 五)线性规划方法 六)约束优化方法 七)多目标优化方法 八)优化设计实例
9 优化设计的主要内容 一）优化设计概论 二）优化设计的数学基础 三）一维搜索方法 四）无约束优化方法 五）线性规划方法 六）约束优化方法 七）多目标优化方法 八）优化设计实例
第一章最优化设计概论 引例 设计变量 三.目标函数和等值线 四.约束条件 五.最优化设计的数学模型 六.优化计算的迭代方法
10 第一章 最优化设计概论 一.引例 二.设计变量 三.目标函数和等值线 四.约束条件 五.最优化设计的数学模型 六.优化计算的迭代方法