优化设计上机作业-杨洋.doc

中国地质大学（武汉） 优化设计上机实验报告 -基于Matlab软件的数学模型分析 学 院： 机械与电子信息学院 专业班级： 072132班 任课老师： 陈祯 学生姓名： 杨洋 优化设计上机作业求解如下最优化问题 步骤1：数学模型分析与建立subject to 步骤2：matlab程序编辑clearh=2 -2;-2 4;f=-2;-6;a=1 1;-1 2;b=2;2;lb=0;0;x,favl=quadprog(h,f,a,b,lb)步骤3：matlab运行结果Warning: Large-scale method does not currently solve this problem formulation,switching to medium-scale method. In quadprog at 236Optimization terminated. x = 0.8000 1.2000favl = -7.20002、 某农场拟修建一批半球壳顶的圆筒形谷仓，计划每座谷仓容积为300立方米，圆筒半径不得超过3米，高度不得超过10米。半球壳顶的建筑造价为每平方米150元，圆筒仓壁的造价为每平方米120元，地坪造价为每平方米50元，求造价最小的谷仓尺寸为多少？步骤1：数学模型分析与建立 步骤2：matlab程序编辑（1） 新建mubiao2.m文件function f=mubiao(x)f=350*pi*x(1)2+240*pi*x(1)*x(2);（2） 新建zxw2.m文件function c ceq=zxw(x)c=;ceq=(2*pi*x(1)3)/3+pi*x(1)2*x(2)-300;（3） 主程序x favl=fmincon(mubiao2,3;3,0;0,3;10,zxw2)步骤3：matlab运行结果 In fmincon at 260Optimization terminated: first-order optimality measure less than options.TolFun and maximum constraint violation is less than options.TolCon.Active inequalities (to within options.TolCon = 1e-006): lower upper ineqlin ineqnonlin 1 x = 3.0000 8.6103favl = 2.9372e+004三、已知轴一端作用载荷P=1000N，扭矩M=100Nm，轴长不小于8cm，材料的许用弯曲应力为120MPa，许用扭剪应力为80MPa，许用挠度为0.01cm，密度为7.8t/m，弹性模量为200000MPa，设计该轴，使得满足上述条件，且重量最轻。步骤1：数学模型分析与建立 步骤2：matlab程序编辑（1）新建mubiao3.m文件function f=mubiao3(x);p=7800;f=0.25*pi*p*x(1)*x(2)2;（2）新建zxw3.m文件functionc,ceq=zxw3(x)F=1000;M=100;E=200000000000;c=32*F*x(1)/(pi*x(2)3)-120*106; 16*M/(pi*x(2)3)-80*106; 64*F*x(1)3/(3*E*pi*x(2)4)-10(-4);ceq=;（3）主程序 x0=1;1;A=-1,0;0,-1;b=-0.08;0;x,fval,exitflag,output=fmincon(mubiao3,x0,A,b,zxw3)步骤3：matlab运行结果6