现代设计原理与用用 上机实验报告.doc

现代设计理论与方法实验报告姓 名： 严大鹏 学 号：200905813 班 级： 2009058 _指导老师： 刘楷安 实验时间：2012.04.06一、实验目的机械优化设计是一门实践性较强的课程，学生通过实际上机计算可以达到以下目的：1. 加深对机械优化设计方法的基本理论和算法步骤的理解；2. 培养学生独立编制或调试计算机程序的能力；3. 掌握常用优化方法程序的使用方法4. 培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。二、实验项目和每个实验项目的要求序号实验项目学时实验要求1黄金分割法21. 明确黄金分割法基本原理，计算步骤及程序框图；2. 编制或调试黄金分割法应用程序；3. 用测试题对所编程序进行调试；4. 撰写实验报告。2复合型法41. 明确复合型法基本原理，计算步骤及程序框图；2. 编制或调试复合型法应用程序；3. 用测试题对所编程序进行调试；4. 撰写实验报告。三、黄金分割法实验1、实验原理 在搜索区间a，b内适当插入两点X1和X2（X1xX2），它们把a，b分为三段。计算并比较两点的函数值F(X1)和F（X2），因为a，b是单峰区间，故当F(X1) F（X2）时，极小点必在X1，b中；当F(X1) F（X2）时，极小点必在a，X2中。无论发生哪一种情况，都将包含极小点的区间缩小，即可删去最左端或最右段。然后保留下来的区间上作同样处理，如此迭代下去，将使搜索区间逐步减小，直到满足预先给定的精度时，即可获得一维优化问题的近似最优解。2 、流程图 3 、程序/*a0-初始区间下界限 e-收敛精度 tt-一维搜索初始步长*/#include#include#include#define e 0.001#define tt 0.01float function(float x)float y=8*pow(x,3)-2*pow(x,2)-7*x+3;/*求解的一维函数*/return(y);void finding(float a3,float f3)float t=tt,al,fl,ia;int i;a0=0;/*初始区间的下界值*/f0=function(a0);for(i=0;i+)a1=a0+t;f1=function(a1);if(f1=e)t=-t;a0=a1;f0=f1;elseif(ia=1) return;t=t/2;ia=1; for(i=0;i+)a2=a1+t;f2=function(a2);if(f2f1) break;t=2*t;a0=a1; f0=f1; a1=a2;f1=f2;if(a0a2) al=a0; fl=f0; a0=a2; f0=f2;a2=al;f2=fl;return;float gold(float*ff)float al3,fl3,a4,f4;float aa;int i;finding(al,fl);a0=al0;f0=fl0;a3=al2;f3=fl2;a1=a0+0.382*(a3-a0);a2=a0+0.618*(a3-a0);f1=function(a1); f2=function(a2);for(i=0;i+)if(f1=f2) a0=a1; f0=f1; a1=a2; f1=f2;a2=a0+0.618*(a3-a0);f2=function(a2);elsea3=a2; f3=f2; a2=a1; f2=f1;a1=a0+0.382*(a3-a0);f1=function(a1);if(a3-a0)=0)&(D1=0)&(D0=6)&(D1=0)&(5-D0-D1)=0)return 1;elsereturn 0;void bou()a0=0;b0=6;a1=0;b1=8;double r()double r1,r2,r3,rr;r1=pow(2,35);r2=pow(2,36);r3=pow(2,37);rm=5*rm;if(rm=r3)rm=rm-r3;if(rm=r2)rm=rm-r2;if(rm=r1)rm=rm-r1;rr=rm/r1;return rr;void produce(double An,double Bn)int jj;double S;sl: for(i=0;in;i+)S=r();XXi=Ai+S*(Bi-Ai);if(cons(XX)=0)goto sl;for(i=0;in;i+)X0i=XXi;for(j=1;jk;j+)for(i=0;in;i+)S=r();Xji=Ai+S*(Bi-Ai);for(j=1;jk;j+)for(i=0;in;i+)X0i=0;for(jj=1;jjj+1;jj+)X0i+=Xjji;X0i=(1/j)*(X0i);if(cons(X0)=0)goto sl;for(i=0;in;i+)XXi=Xji;while(cons(XX)=0)for(i=0;in;i+)Xji=X0i+0.5*(Xji-X0i);XXi=Xji;main()double EE,Xcn,Xhn,Xgn,Xln,Xrn,Xsn,w;int l,lp,lp1;bou();s111: produce(a,b);s222: for(j=0;jk;j+) for(i=0;in;i+) XXi=Xji; FFj=F(XX); for(l=0;lk-1;l+) for(lp=0;lpk-1;lp+) lp1=lp+1; if(FFlpFFlp1) w=FFlp; FFlp=FFlp1; FFlp1=w; for(i=0;in;i+) XXi=Xlpi; Xlpi=Xlp1i; Xlp1i=XXi; for(i=0;in;i+) Xhi=X0i; Xgi=X1i; Xli=Xk-1i; for(i=0;in;i+) Xsi=0; for(j=0;jk;j+) Xsi+=Xji; Xsi=1/(k+0.0)*Xsi; EE=0; for(j=0;jk;j+) EE+=pow(FFj-F(Xs),2); EE=pow(1/(k+0.0)*EE),0.5); if(EE=E1) goto s333; for(i=0;in;i+) Xci=0; for(j=1;jk;j+) Xci+=Xji; Xci=1/(k-1.0)*Xci; if(cons(Xc)=1) af=1.3;ss: for(i=0;i=F(Xh)if(af=ep)for(i=0;in;i+)Xhi=Xgi;af=1.3;goto ss;elseaf=1/2.0*af;goto ss;elsefor(i=0;in;i+)X0i=Xri;goto s222;elseaf=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;in;i+) if(XliXci) ai=Xli;bi=Xci; else ai=Xci;bi=Xci; goto s111; s333: printf(F(Xmin)=%fn,F(Xl); for(i=0;i=0)&(D1=0)&(D0=6)&(D1=0)&(5-D0-D1)=0)”“a0=0;b0=6;a1=0;b1=8;”改为:“F=pow(C0-2,2)+pow(C1-1,2)”、“ if(D0=-5)&(D1=-5)&(D0=6)&(D1=0)&(2-D0-D1)=0)”“a0=-5;b0=6;a1=-5;b1=8;” 。2） 将“#define n 2”“#define k 4”“F=pow(C0-3,2)+pow(C1-4,2)”“if(D0=0)&(D1=0)&(D0=6)&(D1=0)&(5-D0-D1)=0)”“a0=0;b0=6;a1=0;b1=8;”改为:“#define n 4” “#define k 6”“F=100*pow(C1-C0),2)+pow(1-C0),2)+90*pow(C3-C2*C2),2)+pow(1-C2),2)+10*(pow(C0-1),2)+pow(C3-1),2)+19.8*(C1-1)*(C3-1);”“if(D0+10=0)&(D0=0)&(D1=0)&(D2=0)&(D3=0)&(D1=0)&(D0=6)&(D1=0)&(5-D0-D1)=0)”改为:F