现代设计理论终极版.pdf

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文档介绍

1、现代设计方法可以归纳为哪些具有普遍意义的方法?现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括:优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。在运用他们进行工程设计时,一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。2、给出约束优化问题的一般数学模型,并说明常用的优化方法及对应的求解途径?答:求设计变量使极小化函数满足约束条件f(X)=x)ngu(X)≤0(u=1,2,,m)常用的优化方法:常用的优化方法及)直接法:思路是在m个h(X)=0(<)v不等式约束条件所确定的可行域内,选择一个初始点,然后决定可行搜索方向S,且以适当的步长,沿S方向进行搜索,得到一个使目标函数值下降的可行的新点,即完成一次迭代。再以新点为起点,重复上述搜索过程,直至满足收敛条件。如:网格法,可行方向法和复合形法2)间接法:把约束条件引入目标函数,将约束优化问题转化为无约束优化问题求解,或者将非线性问题转化为相对简单的二次规划问题或线性问题求解的算法,称间接法,如:乘子法、惩罚函数法和广义简约梯度法等。3、给出无约束优化问题的一般数学模型,并说明常用的优化方法及对应的求解途径?min()fx(,fx=∈Rn无约束优化问题的一般数学模型:1常用的优化方法及对应的求解途径:1)解析法:这类方法是需要利用函数的一阶偏导数甚至导数构造搜索方向,如梯度法、和变尺度法等。由于需要计算偏导数,故这类方法计算量大,但收敛较快。2)直接法:这类方法是仅利用迭代点的函数值来构造搜索方向,如坐标轮换法、Powell共轭梯度法和单纯形法等。

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