机械优化设计

机械优化设计

课程大作业

班 级： 机械11005班

姓 名： 叶森

班级序号： 20

课程教师： 袁新梅

学 期： 2012-2013学年 第2学期

完成时间： 2013/月份/日期

1、minf2x122x24x1x2x1x22x1x22stx12x22 x,x012

h=[2 -4;-4 4];

f=[1;-1];

lb=zeros(2,1);

a=[2 1;-1 2];

b=[2;2];

>> [x,fval,exitflag,output,lambda]=quadprog(h,f,a,b,[],[],lb)

Warning: Large-scale method does not currently solve this problem formulation,

switching to medium-scale method.

> In quadprog at 236

Optimization terminated.

x =

0.2500

fval =

-0.1250

exitflag =

1

output =

iterations: 2

algorithm: 'medium-scale: active-set'

firstorderopt: []

cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

lower: [2x1 double]

upper: [2x1 double]

eqlin: [0x1 double]

ineqlin: [2x1 double]

2、maxfx12x2x3 2x1x2x322xx5x6123s..t4x1x2x36

xi0,i1,2,3,4,5,6

>> f=[-1;-2;-1];

a=[2 1 -1;2 -1 5;4 1 1];

b=[2;6;6];

lb=[0;0;0];

>> options=optimset('simplex','on','display','iter','largescale','off');

[x,fval,exitflag,output,lambda]=linprog(f,a,b,[],[],lb,[],[],options)

The default starting point is feasible, skipping Phase 1.

Phase 2: Minimize using simplex.

Iter Objective Dual Infeasibility

f'*x A'*y+z-w-f

0 0 2.44949

1 -1 2.12132

2 -4 3

3 -10 0

Optimization terminated.

x =

4

2

fval =

-10

exitflag =

1

output =

iterations: 3

algorithm: 'medium scale: simplex'

cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

ineqlin: [3x1 double]

eqlin: [0x1 double]

upper: [3x1 double]

lower: [3x1 double]

24、minf0.5(x12x2/3)st:0x1x210

h=[1 0;0 1/3];

f=[0;0];

lb=zeros(2,1);

aeq=[1 1];

beq=[1];

[x,fval,exitflag,output,lambda]=quadprog(h,f,a,b,aeq,beq,lb)

Warning: Large-scale method does not currently solve this problem formulation,

switching to medium-scale method.

> In quadprog at 236

Optimization terminated.

x =

0.2500

0.7500

fval =

0.1250

exitflag =

1

output =

iterations: 1

algorithm: 'medium-scale: active-set'

firstorderopt: []

cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

lower: [2x1 double]

upper: [2x1 double]

eqlin: -0.2500

ineqlin: [2x1 double]

7、某车间生产甲（如轴）、乙（如齿轮）两种产品。生产甲种产品每件需要用材料9㎏，3个工时、4kw电，可获利60元；生产乙种产品每件需要用材料4㎏、10个工时， 5kw电,可获利120元。若每天能供应材料360㎏，有300个工时，能供电200kw电，问每天生产甲、乙两种产品各多少件，才能够获得最大的利润。

解：设计变量：x(1)————每天生产甲种产品件数

x(2)————每天生产乙种产品件数

目标函数：f=60*x(1)+120*x(2)————每天所获利润

9x(1)4x(2)3603x(1)10x(2)300

4x(1)5x(2)200

x(1),x(2)0约束条件：

则可编matlab程序如下：

function f=sevf(x)

output =

iterations: 1

algorithm: 'medium-scale: active-set' firstorderopt: [] cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

lower: [2x1 double] upper: [2x1 double] eqlin: -0.2500 ineqlin: [2x1 double]

7、某车间生产甲（如轴）、乙（如齿轮）两种产品。生产甲种产品每件需要用材料9㎏，3个工时、4kw电，可获利60元；生产乙种产品每件需要用材料4㎏、10个工时， 5kw电,可获利120元。若每天能供应材料360㎏，有300个工时，能供电200kw电，问每天生产甲、乙两种产品各多少件，才能够获得最大的利润。

解：设计变量：x(1)————每天生产甲种产品件数 x(2)————每天生产乙种产品件数

目标函数：f=60*x(1)+120*x(2)————每天所获利润



9x(1)4x(2)360

3x(1)10x(2)3004x(1)5x(2)200

x(1),x(2)0约束条件：

则可编matlab程序如下：

function f=sevf(x)

f=-(60*x(1)+120*x(2));

x0=[0;0];

A=[9 4;3 10;4 5;0 -1;-1 0];

b=[360;300;200;0;0];

[x,fval]=fmincon(@sevf,x0,A,b)

fmax=-fval

以下是运行结果： x =

20 24

fval =

-4080

fmax =

4080

则当生产甲、乙件数分别为20件、24件时可获得最大利润4080元。

学习总结

通过这门课程，我学习了怎么使用matlab，而且我也认识到这个软件真的很适用。其实，在上这门课之前我就听说过这个软件。当时是学校组织的一个数学建模大赛，就要用到这个软件。但是我因为要为了期末考试而复习，所以我没有时间参加这个活动。但是我知道了这个软件。后来听老师讲这个软件，我就在想这个不是用来数学建模的吗？老师刚开始讲的时候也确实好像是用的是数学题目来讲解的，后来我也知道这个软件不光只是用来解决数学问题的，还可以用来解决很多工程问题的。这也大概就是和这个课程的名字有关吧，机械可优化设计，确实这个软件可以用来帮助我们实现很多复杂的优化问题。

另外在学习这个软件的过程中我遇到了很多难以理解的东西，虽然我会照着书上的程序改写出习题要求的程序，但是我对于如何使用最简单方便的程序编写还是有困难的。还有就是如果不看书我编写程序太难了，不知道如何思考解决问题的方法，最后要说的大概就是这个软件是英文的，用起来有点困难，对于界面也是不太熟悉，很多简单的运行程序和改错都不了解。

虽然有这么多问题，但我还是要说这个软件真的很好，特别是对于我们这些机械专业的学生，因为我工作之后肯定会遇到很多工程上的计算问题的，有了这个软件我想我们应该轻松很多吧！

科技文献检索

学习报告

班 级： 机械11005班

姓 名： 叶森 班级序号： 20 课程教师： 钱玉宝 学 期： 2012-2013学年 第2学期 完成时间： 2013/月份/日期

科技文献检索这门课所学习的内容

1科技文献检索的基本知识 其中涉及情报检索的原理、方法以及情报检索工具的类型还有检索语言等

2数据检索的基本知识包括事实和数据检索的信息源及其利用实例

3国内数据检索工具的介绍及实例

4国外数据检索工具的介绍及实例

5专利文献的介绍及检索

6特种文献及检索

7我校的网络资源及如何利用我校的资源去寻找各种要用的资料

重点

主要讲解一个中文数据库和一个外文数据库的应用实例及专利的一些基础知识还有怎么利用我校的资源最后附上作业。

1数据库Cnki

介绍cnki CNKI 是全球信息量最大、最具价值的中文网站。据统计，

CNKI 网站的内容数量大于目前全世界所有中文网页内容的数量总和，可谓世界第一中文网。CNKI 的信息内容是经过深度加工、编辑、整合、以数据库形式进行有序管理的，内容有明确的来源、出处，内容可信可靠，比如期刊杂志、报纸、博士硕士论文、会议论文、图书、专利等等。因此，CNKI 的内容有极高的文献收藏价值和使用价值，可以作为学术研究、科学决策的依据。

应用实例

找一些关于液控单向阀的论文

2 Ebsco

介绍ebsco

Ebsco是一个大型文献服务专业公司提供期刊、文献订购及出版等服务，总部在美国，19个国家设有分部，先拥有超过150多个文献数据库涉及自然科学、社会科学、人文和艺术等多种学术领域。 应用实例

从长江大学主页进入链接，找到图书馆，然后进入数据库。就可以找到各种数据库了。

进入长江大学主页找到图书馆同上，搜索抽油机pumping unit

- 15 -

- 16 -

3专利

我国的专利分为三类发明专利，实用新型，外观设计

发明专利：是指对产品、方法或其改进提出的新技术方案。包括产品发明和方法发明，其保护期20年

实用新型：是指对一种具有固定形状的产品发明的形状、构造或者结合所提出的实用的新技术方案。

外观设计专利：是指对产品的形状、图案、色彩或者结合所做的富于美感并适于工业应用的新设计方案，注重装饰性和艺术性。保护期一般为是10年。

专利号的意义

1,申请号：由申请年份、专利类型代号、顺序号和计算机校验码四部分组成

例如95108149.4

1指发明专利

2指实用新型

3指外观设计

2授权公开号

发明专利专利申请的授权公开号

CN1030002C C 指发明专利

实用新型专利申请的授权公开号

CN2031635Y Y 指实用新型

外观设计专利申请的授权公开号

CN3012543D D 外观设计

- 17 - 9.4指机器校验码

4长江大学常用资源的下载

- 18 -

- 19 -

5找一个你喜欢的人得联系方式(作业)

通过以上我可以找到柳岩的qq号，622009309.

学习心得

选这门课的时候我是抱着的一个学分的态度的。想到第一节课老师可能要点名，所以第一节课我去了。我听了之后发现老师讲课很有意思。有点幽默，而且讲课不死板。现在会想起来，我在这门课上确实学到了很多的实用的知识。就说个例子吧，以前我们用像百度搜索什么东西的时候，会出现一些问题。有的时候跟搜索出来的东西加了前缀、后缀或者是中间隔开了加了一些其他的词语。我以前没太在意这些问题，现在我们有办法了，我们可以将我们要搜索的东西用括号括起来，或者加引号，还有就是防止分拆为两个词可以中间用空格。这些方法可以说是为我以后用电脑提供了很多的方便。并且老师还讲了很多关于我们学校提供的资源。最重要的是我们大四要进行毕业设计，其中肯定要找很多资料，有了老师提供的方法，相信我们毕业论文要轻松了一些吧。感谢老师不遗余力的为我们讲解这门课，老师的风趣幽默让我们上课变得有兴趣了。

机械优化设计

课程大作业

班 级： 机械11005班

姓 名： 叶森

班级序号： 20

课程教师： 袁新梅

学 期： 2012-2013学年 第2学期

完成时间： 2013/月份/日期

1、minf2x122x24x1x2x1x22x1x22stx12x22 x,x012

h=[2 -4;-4 4];

f=[1;-1];

lb=zeros(2,1);

a=[2 1;-1 2];

b=[2;2];

>> [x,fval,exitflag,output,lambda]=quadprog(h,f,a,b,[],[],lb)

Warning: Large-scale method does not currently solve this problem formulation,

switching to medium-scale method.

> In quadprog at 236

Optimization terminated.

x =

0.2500

fval =

-0.1250

exitflag =

1

output =

iterations: 2

algorithm: 'medium-scale: active-set'

firstorderopt: []

cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

lower: [2x1 double]

upper: [2x1 double]

eqlin: [0x1 double]

ineqlin: [2x1 double]

2、maxfx12x2x3 2x1x2x322xx5x6123s..t4x1x2x36

xi0,i1,2,3,4,5,6

>> f=[-1;-2;-1];

a=[2 1 -1;2 -1 5;4 1 1];

b=[2;6;6];

lb=[0;0;0];

>> options=optimset('simplex','on','display','iter','largescale','off');

[x,fval,exitflag,output,lambda]=linprog(f,a,b,[],[],lb,[],[],options)

The default starting point is feasible, skipping Phase 1.

Phase 2: Minimize using simplex.

Iter Objective Dual Infeasibility

f'*x A'*y+z-w-f

0 0 2.44949

1 -1 2.12132

2 -4 3

3 -10 0

Optimization terminated.

x =

4

2

fval =

-10

exitflag =

1

output =

iterations: 3

algorithm: 'medium scale: simplex'

cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

ineqlin: [3x1 double]

eqlin: [0x1 double]

upper: [3x1 double]

lower: [3x1 double]

24、minf0.5(x12x2/3)st:0x1x210

h=[1 0;0 1/3];

f=[0;0];

lb=zeros(2,1);

aeq=[1 1];

beq=[1];

[x,fval,exitflag,output,lambda]=quadprog(h,f,a,b,aeq,beq,lb)

Warning: Large-scale method does not currently solve this problem formulation,

switching to medium-scale method.

> In quadprog at 236

Optimization terminated.

x =

0.2500

0.7500

fval =

0.1250

exitflag =

1

output =

iterations: 1

algorithm: 'medium-scale: active-set'

firstorderopt: []

cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

lower: [2x1 double]

upper: [2x1 double]

eqlin: -0.2500

ineqlin: [2x1 double]

7、某车间生产甲（如轴）、乙（如齿轮）两种产品。生产甲种产品每件需要用材料9㎏，3个工时、4kw电，可获利60元；生产乙种产品每件需要用材料4㎏、10个工时， 5kw电,可获利120元。若每天能供应材料360㎏，有300个工时，能供电200kw电，问每天生产甲、乙两种产品各多少件，才能够获得最大的利润。

解：设计变量：x(1)————每天生产甲种产品件数

x(2)————每天生产乙种产品件数

目标函数：f=60*x(1)+120*x(2)————每天所获利润

9x(1)4x(2)3603x(1)10x(2)300

4x(1)5x(2)200

x(1),x(2)0约束条件：

则可编matlab程序如下：

function f=sevf(x)

output =

iterations: 1

algorithm: 'medium-scale: active-set' firstorderopt: [] cgiterations: []

message: 'Optimization terminated.'

lambda =

lower: [2x1 double] upper: [2x1 double] eqlin: -0.2500 ineqlin: [2x1 double]

7、某车间生产甲（如轴）、乙（如齿轮）两种产品。生产甲种产品每件需要用材料9㎏，3个工时、4kw电，可获利60元；生产乙种产品每件需要用材料4㎏、10个工时， 5kw电,可获利120元。若每天能供应材料360㎏，有300个工时，能供电200kw电，问每天生产甲、乙两种产品各多少件，才能够获得最大的利润。

解：设计变量：x(1)————每天生产甲种产品件数 x(2)————每天生产乙种产品件数

目标函数：f=60*x(1)+120*x(2)————每天所获利润



9x(1)4x(2)360

3x(1)10x(2)3004x(1)5x(2)200

x(1),x(2)0约束条件：

则可编matlab程序如下：

function f=sevf(x)

f=-(60*x(1)+120*x(2));

x0=[0;0];

A=[9 4;3 10;4 5;0 -1;-1 0];

b=[360;300;200;0;0];

[x,fval]=fmincon(@sevf,x0,A,b)

fmax=-fval

以下是运行结果： x =

20 24

fval =

-4080

fmax =

4080

则当生产甲、乙件数分别为20件、24件时可获得最大利润4080元。

学习总结

通过这门课程，我学习了怎么使用matlab，而且我也认识到这个软件真的很适用。其实，在上这门课之前我就听说过这个软件。当时是学校组织的一个数学建模大赛，就要用到这个软件。但是我因为要为了期末考试而复习，所以我没有时间参加这个活动。但是我知道了这个软件。后来听老师讲这个软件，我就在想这个不是用来数学建模的吗？老师刚开始讲的时候也确实好像是用的是数学题目来讲解的，后来我也知道这个软件不光只是用来解决数学问题的，还可以用来解决很多工程问题的。这也大概就是和这个课程的名字有关吧，机械可优化设计，确实这个软件可以用来帮助我们实现很多复杂的优化问题。

另外在学习这个软件的过程中我遇到了很多难以理解的东西，虽然我会照着书上的程序改写出习题要求的程序，但是我对于如何使用最简单方便的程序编写还是有困难的。还有就是如果不看书我编写程序太难了，不知道如何思考解决问题的方法，最后要说的大概就是这个软件是英文的，用起来有点困难，对于界面也是不太熟悉，很多简单的运行程序和改错都不了解。

虽然有这么多问题，但我还是要说这个软件真的很好，特别是对于我们这些机械专业的学生，因为我工作之后肯定会遇到很多工程上的计算问题的，有了这个软件我想我们应该轻松很多吧！

科技文献检索

学习报告

班 级： 机械11005班

姓 名： 叶森 班级序号： 20 课程教师： 钱玉宝 学 期： 2012-2013学年 第2学期 完成时间： 2013/月份/日期

科技文献检索这门课所学习的内容

1科技文献检索的基本知识 其中涉及情报检索的原理、方法以及情报检索工具的类型还有检索语言等

2数据检索的基本知识包括事实和数据检索的信息源及其利用实例

3国内数据检索工具的介绍及实例

4国外数据检索工具的介绍及实例

5专利文献的介绍及检索

6特种文献及检索

7我校的网络资源及如何利用我校的资源去寻找各种要用的资料

重点

主要讲解一个中文数据库和一个外文数据库的应用实例及专利的一些基础知识还有怎么利用我校的资源最后附上作业。

1数据库Cnki

介绍cnki CNKI 是全球信息量最大、最具价值的中文网站。据统计，

CNKI 网站的内容数量大于目前全世界所有中文网页内容的数量总和，可谓世界第一中文网。CNKI 的信息内容是经过深度加工、编辑、整合、以数据库形式进行有序管理的，内容有明确的来源、出处，内容可信可靠，比如期刊杂志、报纸、博士硕士论文、会议论文、图书、专利等等。因此，CNKI 的内容有极高的文献收藏价值和使用价值，可以作为学术研究、科学决策的依据。

应用实例

找一些关于液控单向阀的论文

2 Ebsco

介绍ebsco

Ebsco是一个大型文献服务专业公司提供期刊、文献订购及出版等服务，总部在美国，19个国家设有分部，先拥有超过150多个文献数据库涉及自然科学、社会科学、人文和艺术等多种学术领域。 应用实例

从长江大学主页进入链接，找到图书馆，然后进入数据库。就可以找到各种数据库了。

进入长江大学主页找到图书馆同上，搜索抽油机pumping unit

- 15 -

- 16 -

3专利

我国的专利分为三类发明专利，实用新型，外观设计

发明专利：是指对产品、方法或其改进提出的新技术方案。包括产品发明和方法发明，其保护期20年

实用新型：是指对一种具有固定形状的产品发明的形状、构造或者结合所提出的实用的新技术方案。

外观设计专利：是指对产品的形状、图案、色彩或者结合所做的富于美感并适于工业应用的新设计方案，注重装饰性和艺术性。保护期一般为是10年。

专利号的意义

1,申请号：由申请年份、专利类型代号、顺序号和计算机校验码四部分组成

例如95108149.4

1指发明专利

2指实用新型

3指外观设计

2授权公开号

发明专利专利申请的授权公开号

CN1030002C C 指发明专利

实用新型专利申请的授权公开号

CN2031635Y Y 指实用新型

外观设计专利申请的授权公开号

CN3012543D D 外观设计

- 17 - 9.4指机器校验码

4长江大学常用资源的下载

- 18 -

- 19 -

5找一个你喜欢的人得联系方式(作业)

通过以上我可以找到柳岩的qq号，622009309.

学习心得

选这门课的时候我是抱着的一个学分的态度的。想到第一节课老师可能要点名，所以第一节课我去了。我听了之后发现老师讲课很有意思。有点幽默，而且讲课不死板。现在会想起来，我在这门课上确实学到了很多的实用的知识。就说个例子吧，以前我们用像百度搜索什么东西的时候，会出现一些问题。有的时候跟搜索出来的东西加了前缀、后缀或者是中间隔开了加了一些其他的词语。我以前没太在意这些问题，现在我们有办法了，我们可以将我们要搜索的东西用括号括起来，或者加引号，还有就是防止分拆为两个词可以中间用空格。这些方法可以说是为我以后用电脑提供了很多的方便。并且老师还讲了很多关于我们学校提供的资源。最重要的是我们大四要进行毕业设计，其中肯定要找很多资料，有了老师提供的方法，相信我们毕业论文要轻松了一些吧。感谢老师不遗余力的为我们讲解这门课，老师的风趣幽默让我们上课变得有兴趣了。