天津大学现代设计方案方法习题及答案VIP免费

1 / 11 习题一1)论述产品设计过程中系统设计、参数设计及公差设计的目的与作用。系统设计根据产品的功能要求， 进行产品的系统功能和原理设计，即将功能需求 映射为 物理原理 ，从而得到产品的 初始设计方案 。通过对不同方案分析比较，得到合理的初始设计方案。参数设计基于 初始设计方案 ，建立产品的 系统模型 ，以性能、质量、成本 等为优化目标，对产品的系统参数优化 设计 ，通过系统参数的合理化，实现性能、质量、成本的综合最优。公差设计在参数设计基础上 ，进一步以性能、质量、成本综合最优为目标，对参数的公差（如需波动的范围）进行优化。2.)用黄金分割法求解22)-x()(minxf，初始区间为[ 0, 3 ]，迭代 2 次。（10）第一轮迭代：(1)1(1)1(1)2(1)2(1)(1)12a 0b 3xa0.382(ba)1.146f (x)0.7293xa0.618(ba)1.854f (x)0.0213f (x)0.7293>f (x)0.0213[0,1.146][1.146 3]= ， =淘汰区间；新区间为，第二轮迭代：(2)(1)12(2)1(2)2(2)2(2)(2)21a 1.146b 3xx=1.854f (x)0.0213xa0.618(ba)2.2918f (x)0.0851f (x)0.0851>f (x)0.0213[2.2918,3][1.146 2.2918]=， =淘汰区间；新区间为，2 / 11 (2)1f(1.146 =0.7293f (2.2918)0.08511.146+2.2918f()=0.07902f (x)f (1.854)0.0213min f (x)0.0213x1.854*），3)论述传统或经典优化方法与现代优化方法的特点。经典优化方法：1．基于经典的线性、非线性数学规划理论；2．一般需要解析形式的优化模型，只能处理模型简单的优化问题；3．得到的结果一般为局部最优解。现代优化方法1．基于遗传、模拟退火等现代优化算法，并结合实验设计方法；2．不需要解析形式的优化模型，可以处理模型复杂、多目标优化问题；3．可以得到全局最优解。4) 论述梯度法的原理， 并用梯度法求解212221xx)(minxxXF，初始点 X(0)=[1，1]（一维优化用解析法） ，迭代 2 次。梯度法的原理：基于沿负梯度方向， 目标函数在当前位置下降最快这一事实，将 n 维优化问题求解转化为沿负梯度方向的一维搜索，迭代求优过程。搜索方向：最优步长：迭代公式：收敛判据：解：)()()()1()()()()()()(min)(kkkkkkkkkSXXSXFXFS)()(kXF3 / 11 1221(0)(0)(0)(0)2(1)(0)(0)(1)(1)(1)2()2xx-3S()-3min(X())3(1 3 )d2 3 (1 3 )( 3)0d13130X=X()1300(X)(X)000X0xxF XF XFF XFF XFF确定最优步长：，，满足收敛条件(1)(X)0 F，为问题的最优解。5)论述优化问题的收敛准则。数值...