《机械优化设计》实验指导书

机械优化设计实验指导书武秋敏 编写院系：印刷包装工程学院专业：印刷机械西安理工大学二00七年九月上机实验说明【实验环境】操作系统： Microsoft Windows XP应用软件：Visual C+或TC。【实验要求】1、每次实验前，熟悉实验目的、实验内容及相关的基本理论知识。2、无特殊要求，原则上实验为1人1组，必须独立完成。3、实验所用机器最好固定，以便更好地实现实验之间的延续性和相关性，并便于检查。4、按要求认真做好实验过程及结果记录。【实验项目及学时分配】本实验共计2学时，实验项目及学时分配如下：序号实验项目实验类型学时1一维搜索方法验证22无约束优化方法验证23非线性方程求解验证4【实验报告和考核】1、实验报告必需采用统一的实验报告纸，撰写符合一定的规范，详见实验报告撰写格式及规范。（一）预习准备部分1. 预习本次实验指导书中一、二、三部分内容。2. 按照程序框图试写出汇编程序。（二）实验过程部分1. 写出经过上机调试后正确的程序，并说明程序的功能、结构。2. 记录400040FFH内容在执行程序前后的数据结果。3. 调试说明，包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析，对执行结果进行分析。（三）实验总结部分实验（一）【实验题目】一维搜索方法【实验目的】1熟悉一维搜索的方法黄金分割法，掌握其基本原理和迭代过程；2利用计算语言（C语言）编制优化迭代程序，并用给定实例进行迭代验证。【实验内容】1根据黄金分割算法的原理，画出计算框图；2应用黄金分割算法，计算：函数F(x)=x2+2x，在搜索区间-3x5时，求解其极小点X*。【思考题】说明两种常用的一维搜索方法，并简要说明其算法的基本思想。【实验报告要求】1预习准备部分：给出实验目的、实验内容，并绘制程序框图；2实验过程部分：编写上机程序并将重点语句进行注释；详细描述程序的调过程（包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析。3实验总结部分：对本次实验进行归纳总结，给出求解结果。要求给出6重迭代中a、x1、x2、b、y1和y2的值，并将结果与手工计算结果进行比较。4.回答思考题。实验（二）【实验题目】无约束优化方法【实验目的】1熟悉几种常用的无约束优化方法，如最速下降法、梯度法、牛顿迭代法、坐标轮换法、鲍威尔法等；2以最速下降法为例，利用计算语言（C/C+语言）编制优化迭代程序，并用给定实例进行迭代验证。【实验内容】1掌握最速下降法的基本原理和迭代步骤；2对于函数F(x1,x2)=x122x22-4x1-2x1x2，应用最速下降法，求解极小值、极小值点及迭代次数。 【思考题】说明三种常用的无约束优化方法，并简要说明其算法的基本思想及各自的优缺点。【实验报告要求】1预习准备部分：给出实验目的、实验内容，并绘制程序框图；2实验过程部分：编写上机程序并将重点语句进行注释；详细描述程序的调过程（包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析。3实验总结部分：对本次实验进行归纳总结，给出求解结果，并将结果与手工计算结果进行比较。4.回答思考题。实验（三）【实验题目】非线性方程求解【实验目的】1掌握非线性方程(组)的各种解法，包括二分法，迭代法，牛顿法等。2以牛顿法为例，能利用计算语言（C/C+语言）对给定的非线性方程进行求解【实验内容】1掌握牛顿法求解非线性方程的原理及步骤；2计算：f(x)=x3-x2-1=0在x0=1.5附近的一个实根，取=0.000001 ，最多迭代次数为60。其中【思考题】论述牛顿法求解非线性方程的基本思想及步骤。【实验报告要求】1预习准备部分：给出实验目的、实验内容，并绘制程序框图；2实验过程部分：编写上机程序并将重点语句进行注释；详细描述程序的调过程（包括上机调试的情况、上机调