本文格式为Word版，下载可任意编辑优化设计 优化设计：就是在规定的设计限制条件下，运用最优化原理和方法将实际工程设计问题转化为最优化问题，然后以计算机为工具举行 寻优计算，在全部可行设计方案中，寻求得志预定设计目标的最正确设计方案 优化设计的方法：首先务必将实际问题加以数学描述，形成一组由数学表达式组成的数学模型；然后选择一种最优化数值计算方法和计算机程序，在计算机上举行寻优运算求解，得到一组最正确的设计参数这组设计参数就是设计的最优解 优化设计的步骤：（1）设计课题分析（2）建立数学模型（3）选择优化设计方法（4）上机计算求优解 上述优化设计过程的四步其核心是举行如下两项工作： 一是分析设计任务，将实际问题转化为一个最优化问题，即建立优化问题的数学模型； 二是选用适用的优化方法在计算机上求解数学模型，寻求最优设计方案 数学模型三要素：设计变量（独立）：目标函数的微小化minf(x)：约束条件：g(x)<0 等值线有以下几个特点： (1) 不同值的等值线不相交； (2) 除极值点外，在设计空间内，等值线不会中断； (3) 等值线弥漫整个设计空间； (4) 等值线分布的疏或密，回响出函数值变化的慢或快； (5) 一般来说，在极值点邻近，等值线近似是同心椭圆族，极值点就是椭圆的中心点。
在设计空间内，目标函数值相等点的连线： ? 对于二维问题，构成了等值线； ? 对于三维问题，构成了等值面； ? 对于四维以上的问题，那么构成了等值超曲面 约束条件 约束条件是设计变量选取的限制条件，或称设计约束 按照约束条件的形式不同，约束有不等式和等式约束两类，一般表达式为： 约束的几何意义是它将设计空间一分为二，形成了可行域和非可行域 不得志约束条件的设计点构成该优化问题的不成行域 可行域也可看做得志全体约束条件的设计点的集合，因此，可用集合表示如下： 对于优化问题数学模型的求解，目前可采用的求解方法有三种： 数学解析法 用数学解析法（如微分、变分法等）来求出最优解 数学解析法是优化设计的理论根基但它仅限于维数较少且易求导的优化问题的求解 图解法直接用作图的方法来求解优化问题，通过画出目标函数和约束函数的图形，求出最优解 此法的特点是简朴直观，但仅限于n≤2的低维优化问题的求解 数值迭代法完全是凭借于计算机的数值计算特点而产生的，它是具有确定规律布局并按确定格式反复迭代计算，逐步迫近优化问题最优解的一种方法 一维探寻方法一般分两步举行： 首先在方向上确定一个包含函数微小点的初始区间，即确定 函数的探寻区间，该区间务必是单峰区间（就是在该区间内的函数变化只有一个峰值，即函数的微小值）； 然后采用缩小区间或插值迫近的方法得到最优步长，即求出该探寻区间内的最优步长和一维微小点。
主要方法有：分数法;二次插值;黄金分割法;三次插值法 确定单峰区间常用的方法是进退试算法 进退试算法的根本思想是：按照确定的规律给出若干试算点， 依次对比各试算点的函数值的大小，直到找到相邻三点的函数值按“高-低-高”变化的单峰区间为止 进退试算法的运算步骤如下： 黄金分割法，又称0.618法，它是一种等比例缩短区间的直接探寻方法 该算法的根本思路是： 通过对比单峰区间内两个插点的函数值，不断舍弃单峰区间的左端或右端一片面，使区间按照固定区间缩短率（缩小后的新区间与原 区间长度之比）逐步缩短，直到微小点所在的区间缩短到给定的误差 范围内，而得到近似最优解 多维无约束优化方法有好多种，但归纳可以分为两大类： — 4 —。