现代设计黄金分割法、复合形法实验报告

1、 现代设计理论与方法实验报告 、实验目的 机械优化设计是一门实践性较强的课程，学生通过实际上机计算可以达到以 下目的： 1 加深对机械优化设计方法的基本理论和算法步骤的理解； 2 培养学生独立编制或调试计算机程序的能力； 3 掌握常用优化方法程序的使用方法； 4 培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力 、实验项目、学时分配及对每个实验项目的要求 实验项目 学时 实验要求 1 明确黄金分割法基本原理、计算步骤及程序框图; 1 黄金分割法 2编制或调试黄金分割法应用程序; 3 用测试题对所编程序进行测试； 4撰写实验报告 1 明确复合形法基本原理、计算步骤及程序框图 等; 2 复合形法

2、 42.编制或调试复合形法应用程序; 3 用测试题对所编程序进行测试; 4.撰写实验报告。 三、测试题 1.黄金分割法程序测试题 1) nil =-10 x4-36 取岭三。爲三=10 程序如下: #in clude #in clude #in clude #defi ne e 0.00001 #define tt 0.01 float function(float x) float y=pow(x,2)-10*x+36;/求解的一维函数 return(y); void finding(float a3,float f3) float t=tt,a1,f1,ia; int i; a0=0;/

3、初始区间的下界值 f0=function(a0); for(i=0;i+) a1=a0+t;f1=function(a1); if(f1=e) t=-t;a0=a1;f0=f1; else if(ia=1) return; t=t/2;ia=1; for(i=0;i+) a2=a1+t;f2=function(a2); if(f2f1) break; t=2*t; a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; if(a0a2) a1=a0;f1=f0; a0=a2;f0=f2; a2=a1;f2=f1; return; float gold(float *ff) float a13,f1

4、3,a4,f4; float aa; int i; finding(a1,f1); a0=a10;f0=f10; a3=a12;f3=f12; a1=a0+0.382*(a3-a0); a2=a0+0.618*(a3-a0); f1=function(a1); f2=function(a2); for(i=0;i+) if(f1=f2) a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; a2=a0+0.618*(a3-a0); f2=function(a2); else a3=a2;f3=f2; a2=a1;f2=f1; a1=a0+0.382*(a3-a0); f1=function(a1

5、); if(a3-a0)e) aa=(a1+a2)/2;*ff=function(aa); break; return(aa); void main() float xx, ff; xx=gold( printf(n The Optimal Design Result Is:n); printf(ntx*=%fntf*=%f, xx, ff); getch(); 运行结果： 回 rtr 2)fu -FW =r+ -5r +-6x + ti0 取耳 Y 為*12 程序如下: #in clude #in clude #in clude #defi ne e 0.00001 #defi ne tt

6、0.01 float fun cti on( float x) 求解的一维函数 float y=pow(x,4)-5*pow(x,3)+4*pow(x,2)-6*x+60; return(y); void fin di ng(float a3,float f3) float t=tt,a1,f1,ia; int i; a0=0;初始区间的下界值 f0=fu nctio n(a0); for(i=0;i+) a1=a0+t;f1=fu nctio n(a1); if(f1=e) t=-t;a0=a1;f0=f1; else if(ia=1) return; t=t/2;ia=1; for(i=0

7、;i+) a2=a1+t;f2=function(a2); if(f2f1) break; t=2*t; a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; if(a0a2) a1=a0;f1=f0; a0=a2;f0=f2; a2=a1;f2=f1; return; float gold(float *ff) float a13,f13,a4,f4; float aa; int i; finding(a1,f1); a0=a10;f0=f10; a3=a12;f3=f12; a1=a0+0.382*(a3-a0); a2=a0+0.618*(a3-a0); f1=function(a1);

8、f2=function(a2); for(i=0;i+) if(f1=f2) a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; a2=a0+0.618*(a3-a0); f2=function(a2); else a3=a2;f3=f2; a2=a1;f2=f1; a1=a0+0.382*(a3-a0); f1=function(a1); if(a3-a0)o，取仪，耐MOI , d尸 程序如下： #in clude #in clude #in clude #define e 0.00001 #defi ne tt 0.01 float fun cti on( float x) 求解的一维函

9、数 float y=(x+1)*pow(x-2),2); return(y); void fin di ng(float a3,float f3) float t=tt,a1,f1,ia; int i; a0=0;/ 初始区间的下界值 f0=function(a0); for(i=0;i+) a1=a0+t;f1=function(a1); if(f1=e) t=-t;a0=a1;f0=f1; else if(ia=1) return; t=t/2;ia=1; for(i=0;i+) a2=a1+t;f2=function(a2); if(f2f1) break; t=2*t; a0=a1;f

10、0=f1; a1=a2;f1=f2; if(a0a2) a1=a0;f1=f0; a0=a2;f0=f2; a2=a1;f2=f1; return; float gold(float *ff) float a13,f13,a4,f4; float aa; int i; finding(a1,f1); a0=a10;f0=f10; a3=a12;f3=f12; a1=a0+0.382*(a3-a0); a2=a0+0.618*(a3-a0); f1=function(a1); f2=function(a2); for(i=0;i+) if(f1=f2) a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1

11、=f2; a2=a0+0.618*(a3-a0); f2=function(a2); else a3=a2;f3=f2; a2=a1;f2=f1; a1=a0+0.382*(a3-a0); f1=function(a1); if(a3-a0)=0) else return 0; void bou() a0=-5,b0=6; a1=-5,b1=8; double r() double r1,r2,r3,rr; r1=pow(2,35);r2=pow(2,36);r3=pow(2,37);rm=5*rm; if(rm=r3)rm=rm-r3; if(rm=r2)rm=rm-r2; if(rm=r1

12、)rm=rm-r1; rr=rm/r1; return rr; void produce(double An,double Bn) int jj;double S; s1: for(i=0;in;i+) S=r(); XXi=Ai+S*(Bi-Ai); if(cons(XX)=0) goto s1; for(i=0;in;i+) X0i=XXi; for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) S=r(); Xji=Ai+S*(Bi-Ai); for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) X0i=0; for(jj=1;jjj+1;jj+) X0i+=Xjji; X0

13、i=(1/j)*(X0i); if(cons(X0)=0) goto s1; for(i=0;in;i+) XXi=Xji; while(cons(XX)=0) for(i=0;in;i+) Xji=X0i+0.5*(Xji-X0i); XXi=Xji; main() double EE,Xcn,Xhn,Xgn,Xln,Xrn,Xsn,w; int l,lp,lp1; bou(); s111:produce(a,b); s222:for(j=0;jk;j+) for(i=0;in;i+) XXi=Xji; FFj=F(XX); for(l=0;lk-1;l+) for(lp=0;lpk-1;l

14、p+) lp1=lp+1; if(FFlpFFlp1) w=FFlp;FFlp=FFlp1;FFlp1=w; for(i=0;in;i+) XXi=Xlpi;Xlpi=Xlp1i;Xlp1i=XXi; for(i=0;in;i+) Xhi=X0i;Xgi=Xli;Xli=Xk-1i; for(i=0;in;i+) Xsi=0; for(j=0;jk;j+) Xsi+=Xji; Xsi=1/(k+0.0)*Xsi; EE=0; for(j=0;jk;j+) EE+=pow(FFj-F(Xs),2); EE=pow(1/(k+0.0)*EE),0.5); if(EE=E1) goto s333;

15、for(i=0;in;i+) Xci=0; for(j=1;jk;j+) Xci+=Xji; Xci=1/(k-1.0)*Xci; if(cons(Xc)=1) af=1.3; ss:for(i=0;i=F(Xh) if(af=ep) for(i=0;in;i+) Xhi=Xgi; af=1.3;goto ss; else af=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;in;i+) X0i=Xri; goto s222; else af=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;i n ;i+) if(XIiXci) ai=XIi;bi=Xci; el

16、se ai=Xci;bi=XIi; goto s111; s333:pri ntf(F(Xmi n)=%fn,F(XI); for(i=0;i n;i+) prin tf(n The X%d is %f.,i,XIi); 运行结果如下： E * C:Ud mi m str-a t)orDeskt o20100621 if(rm=r2)rm=rm-r2; if(rm=r1)rm=rm-r1; rr=rm/r1; return rr; void produce(double An,double Bn) int jj;double S; s1: for(i=0;in;i+) S=r(); XXi=A

17、i+S*(Bi-Ai); if(cons(XX)=0) goto s1; for(i=0;in;i+) X0i=XXi; for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) S=r(); Xji=Ai+S*(Bi-Ai); for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) X0i=0; for(jj=1;jjj+1;jj+) X0i+=Xjji; X0i=(1/j)*(X0i); if(cons(X0)=0) goto s1; for(i=0;in;i+) XXi=Xji; while(cons(XX)=0) for(i=0;in;i+) Xji=X0i+0.5*(Xji-X

18、0i); XXi=Xji; main() double EE,Xcn,Xhn,Xgn,Xln,Xrn,Xsn,w; int l,lp,lp1; bou(); s111:produce(a,b); s222:for(j=0;jk;j+) for(i=0;in;i+) XXi=Xji; FFj=F(XX); for(l=0;lk-1;l+) for(lp=0;lpk-1;lp+) lp1=lp+1; if(FFlpFFlp1) w=FFlp;FFlp=FFlp1;FFlp1=w; for(i=0;in;i+) XXi=Xlpi;Xlpi=Xlp1i;Xlp1i=XXi; for(i=0;in;i+

19、) Xhi=X0i;Xgi=Xli;Xli=Xk-1i; for(i=0;in;i+) Xsi=0; for(j=0;jk;j+) Xsi+=Xji; Xsi=1/(k+0.0)*Xsi; EE=0; for(j=0;jk;j+) EE+=pow(FFj-F(Xs),2); EE=pow(1/(k+0.0)*EE),0.5); if(EE=E1) goto s333; for(i=0;in;i+) Xci=0; for(j=1;jk;j+) Xci+=Xji; Xci=1/(k-1.0)*Xci; if(cons(Xc)=1) af=1.3; ss:for(i=0;i=F(Xh) if(af=

20、ep) for(i=0;in;i+) Xhi=Xgi; af=1.3;goto ss; else af=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;in;i+) X0i=Xri; goto s222; else af=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;in;i+) if(XliXci) ai=Xli;bi=Xci; else ai=Xci;bi=Xli; goto s111; s333:printf(F(Xmin)=%fn,F(Xl); for(i=0;iebugCpp6.exe | u | 回 S3 |F=0.000?5? ini F(JT)二

21、X +x2 斗 W -1。片41 +60 M gl(J3=jq0 筋03=耳mo 殆岔=五-耳工0 取：厂厂丁 丁】: 程序如下： #in elude math.h #i nclude stdio.h #in elude stdlib.h #define E1 0.001 #defi ne ep 0.00001 #defi ne n 2 #defi ne k 4 double af; int i,j; double X0n ,XX n ,Xk n,FFk; double an,bn; double rm=2657863.0; double F(double Cn) double F; F=po

22、w(C0,2)+pow(C1,2)-C0*C1-10*C0-4*C1+60; return F; int cons(double Dn) if(D0=0) else return 0; void bou() a0=0,b0=6; a1=0,b1=8; double r() double r1,r2,r3,rr; r1=pow(2,35);r2=pow(2,36);r3=pow(2,37);rm=5*rm; if(rm=r3)rm=rm-r3; if(rm=r2)rm=rm-r2; if(rm=r1)rm=rm-r1; rr=rm/r1; return rr; void produce(doub

23、le An,double Bn) int jj;double S; s1: for(i=0;in;i+) S=r(); XXi=Ai+S*(Bi-Ai); if(cons(XX)=0) goto s1; for(i=0;in;i+) X0i=XXi; for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) S=r(); Xji=Ai+S*(Bi-Ai); for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) X0i=0; for(jj=1;jjj+1;jj+) X0i+=Xjji; X0i=(1/j)*(X0i); if(cons(X0)=0) goto s1; for(i=0;in

24、;i+) XXi=Xji; while(cons(XX)=0) for(i=0;in;i+) Xji=X0i+0.5*(Xji-X0i); XXi=Xji; main() double EE,Xcn,Xhn,Xgn,Xln,Xrn,Xsn,w; int l,lp,lp1; bou(); s111:produce(a,b); s222:for(j=0;jk;j+) for(i=0;in;i+) XXi=Xji; FFj=F(XX); for(l=0;lk-1;l+) for(lp=0;lpk-1;lp+) lp1=lp+1; if(FFlpFFlp1) w=FFlp;FFlp=FFlp1;FFlp1=w; for(i=0;in;i+) XXi=Xlpi;Xlpi=Xlp1i;Xlp1i=XXi; for(i=0;in;i+) Xhi=