现代设计方法

1、机械设计方法实验报告 姓名： 学号： 成绩： 指导教师： 进退试算法实验报告一、 实验目的1. 加深对进退试算法的基本理论和算法步骤的理解。2. 培养独立编制、调试计算机程序的能力。3. 掌握常用优化程序的使用方法。4. 培养灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。二、实验要求1. 明确进退试算法基本原理及程序框图。2. 编制进退试算法程序。三实验内容计算实例：用进退试算法求函数的搜索区间。.进退试算法基本原理简述进退试算法的基本思想是：按照一定的规律给出若干试算点，一次比较各试算点的函数值的大小，直到找出相邻的三点的函数值按“高低高”变化的单峰区间为止。、程序的流程图.编制进退试算法程序

2、#include<stdio.h>#include<math.h>#define f(t) (t*(t+2)void sb(double *a,double *b)double t0,t1,t,h,alpha,f0,f1;int k=0;printf("请输入初始点t0=");scanf("%lf",&t0);printf("n请输入初始步长h=");scanf("%lf",&h);printf("n请输入加步系数alpha(需大于1)=");scanf(

3、"%lf",&alpha);f0=f(t0);t1=t0+h;f1=f(t1);while(1) printf("nf1=%lf,f2=%lf,t0=%lf,t=%lf,h=%lf,k=%d",f0,f1,t0,t1,h,k); if(f1<f0) h=alpha*h; t=t0; t0=t1; f0=f1; k+; else if(k=0) h=-h;t=t1; else *a=t<t1?t:t1; *b=t>t1?t:t1; break; t1=t0+h; f1=f(t1);main()double a=0,b=0;doub

4、le *c,*d;c=&a,d=&b;sb(c,d);printf("na=%lf,b=%lf",a,b); 程序运行结果鲍威尔共轭方向法实验报告一、实验目的5. 加深对鲍威尔法的基本理论和算法步骤的理解。6. 培养独立编制、调试计算机程序的能力。7. 掌握常用优化程序的使用方法。8. 培养灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。二、实验要求3. 明确鲍威尔法基本原理及程序框图。4. 编制鲍威尔法程序。三实验内容计算实例：用鲍威尔法求函数的极小值。.鲍威尔法基本原理简述 任选一初始点X0，再选两个线性无关的向量。从X0出发，顺次沿e1、e2作一维搜索得、

5、，两点连线得一新方向d1，用d1代替e1形成两个线性无关向量e2、d1，作为下一轮搜索方向。再从出发，沿d1作一维搜索得点，作为下一轮迭代的初始点。从X1出发，顺次沿e2、d1作一维搜索，得到点、，两点的连线得一新方向d2。、两点是从不同点X0、出发，分别沿d1方向进行一维搜索而得到的极小点。再从出发，沿d2作一维搜索得点X2，即是二维问题的极小点X*。结束 i=n ？ 判别条件是否满足？ 开始给定、程序的流程图 .编制鲍威尔法程序#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "math.h&quo

6、t;double objf(double x) double ff; ff=60-10*x0-4*x1+x0*x0+x1*x1-x0*x1;return(ff); void jtf(double x0,double h0,double s,int n,double a,double b) int i;double *x3,h,f1,f2,f3;for(i=0;i<3;i+)xi=(double *)malloc(n*sizeof(double); h=h0; for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=x0i;f1=objf(x0); for(i=0;i<n;i+) *(

7、x1+i)=*(x0+i)+h*si;f2=objf(x1);if(f2>=f1) h=-h0; for(i=0;i<n;i+) *(x2+i)=*(x0+i); f3=f1; for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=*(x1+i); *(x1+i)=*(x2+i); f1=f2; f2=f3; for(;) h=2*h; for(i=0;i<n;i+) *(x2+i)=*(x1+i)+h*si; f3=objf(x2); if(f2<f3) break; else for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=*(x1+i); *(x1+i)=*

8、(x2+i); f1=f2; f2=f3; if(h<0) for(i=0;i<n;i+) ai=*(x2+i); bi=*(x0+i); else for(i=0;i<n;i+) ai=*(x0+i); bi=*(x2+i); for(i=0;i<3;i+) free(xi); double gold(double a,double b,double eps,int n,double xx) int i;double f1,f2,*x2,ff,q,w;for(i=0;i<2;i+)xi=(double *)malloc(n*sizeof(double); for

9、(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=ai+0.618*(bi-ai); *(x1+i)=ai+0.382*(bi-ai); f1=objf(x0); f2=objf(x1); do if(f1>f2) for(i=0;i<n;i+) bi=*(x0+i); *(x0+i)=*(x1+i); f1=f2; for(i=0;i<n;i+) *(x1+i)=ai+0.382*(bi-ai); f2=objf(x1); else for(i=0;i<n;i+) ai=*(x1+i); *(x1+i)=*(x0+i); f2=f1; for(i=0;i<n;i+

10、) *(x0+i)=ai+0.618*(bi-ai); f1=objf(x0); q=0;for(i=0;i<n;i+) q=q+(bi-ai)*(bi-ai);w=sqrt(q);while(w>eps); for(i=0;i<n;i+) xxi=0.5*(ai+bi); ff=objf(xx); for(i=0;i<2;i+)free(xi); return(ff); double oneoptim(double x0,double s,double h0,double epsg,int n,double x) double *a,*b,ff;a=(double *

11、)malloc(n*sizeof(double); b=(double *)malloc(n*sizeof(double); jtf(x0,h0,s,n,a,b); ff=gold(a,b,epsg,n,x); free(a); free(b); return (ff); double powell(double p,double h0,double eps,double epsg,int n,double x) int i,j,m;double *xx4,*ss,*s;double f,f0,f1,f2,f3,fx,dlt,df,sdx,q,d;ss=(double *)malloc(n*(

12、n+1)*sizeof(double); s=(double *)malloc(n*sizeof(double); for(i=0;i<n;i+) for(j=0;j<=n;j+) *(ss+i*(n+1)+j)=0; *(ss+i*(n+1)+i)=1;for(i=0;i<4;i+)xxi=(double *)malloc(n*sizeof(double); for(i=0;i<n;i+)*(xx0+i)=pi; for(;)for(i=0;i<n;i+) *(xx1+i)=*(xx0+i); xi=*(xx1+i); f0=f1=objf(x); dlt=-1

13、; for(j=0;j<n;j+) for(i=0;i<n;i+) *(xx0+i)=xi; *(s+i)=*(ss+i*(n+1)+j); f=oneoptim(xx0,s,h0,epsg,n,x); df=f0-f; if(df>dlt) dlt=df; m=j; sdx=0; for(i=0;i<n;i+) sdx=sdx+fabs(xi-(*(xx1+i); if(sdx<eps) free(ss); free(s); for(i=0;i<4;i+) free(xxi); return(f); for(i=0;i<n;i+) *(xx2+i)=

14、xi; f2=f; for(i=0;i<n;i+) *(xx3+i)=2*(*(xx2+i)-(*(xx1+i); xi=*(xx3+i); fx=objf(x); f3=fx; q=(f1-2*f2+f3)*(f1-f2-dlt)*(f1-f2-dlt); d=0.5*dlt*(f1-f3)*(f1-f3); if(f3<f1)|(q<d) if(f2<=f3) for(i=0;i<n;i+) *(xx0+i)=*(xx2+i); else for(i=0;i<n;i+) *(xx0+i)=*(xx3+i); else for(i=0;i<n;i+)

15、 *(ss+(i+1)*(n+1)=xi-(*(xx1+i); *(s+i)=*(ss+(i+1)*(n+1); f=oneoptim(xx0,s,h0,epsg,n,x); for(i=0;i<n;i+) *(xx0+i)=xi; for(j=m+1;j<=n;j+) for(i=0;i<n;i+) *(ss+i*(n+1)+j-1)=*(ss+i*(n+1)+j); void main() double p=0,0; double ff,x2; ff=powell(p,0.002,0.000001,0.00000001,2,x); printf("n所求函数是：

16、f(x)=60-10*x0-4*x1+x0*x0+x1*x1-x0*x1"); printf("n使用鲍威尔法时的迭代初始点为：p（0，0）"); printf("n鲍威尔法的精度为：0.000001"); printf("n外推法的初始步长：ho为0.002"); printf("n黄金分割法的精度为：0.00000001"); printf("n求得极值点坐标为：x0=%f,x1=%f；极小值是：f(%f,%f)=%fn",x0,x1,x0,x1,ff); 程序运行结果惩罚函数法实

17、验报告1、 实验目的1.掌握并能建立最优化基本类型问题的数学模型。 2. 掌握最优化方法的基本概念、基本理论和基本方法，奠定最优化的理论基础。3. 能够熟练编制和调试最优化方法的程序，奠定解决实际中的优化问题的基础。2、 实验要求1.明确惩罚函数法基本原理及程序框图。2. 编制惩罚函数法程序。3 实验内容计算实例：用惩罚函数法求函数的极小值。.惩罚函数法基本原理简述、程序的流程图 .编制惩罚函数法程序#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "math.h"double objf(do

18、uble x)double ff;ff=x0*x0+2*x1*x1-4*x0-2*x0*x1;return(ff);void jtf(double x0,double h0,double s,int n,double a,double b) int i;double *x3,h,f1,f2,f3;for(i=0;i<3;i+)xi=(double *)malloc(n*sizeof(double);h=h0;for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=x0i;f1=objf(x0);for(i=0;i<n;i+)*(x1+i)=*(x0+i)+h*si;f2=objf(x

19、1);if(f2>=f1) h=-h0; for(i=0;i<n;i+) *(x2+i)=*(x0+i); f3=f1; for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=*(x1+i); *(x1+i)=*(x2+i); f1=f2; f2=f3; for(;) h=2*h; for(i=0;i<n;i+) *(x2+i)=*(x1+i)+h*si; f3=objf(x2); if(f2<f3) break; else for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=*(x1+i); *(x1+i)=*(x2+i); f1=f2; f2=f3; if(h&l

20、t;0) for(i=0;i<n;i+) ai=*(x2+i); bi=*(x0+i); else for(i=0;i<n;i+) ai=*(x0+i); bi=*(x2+i); for(i=0;i<3;i+) free(xi); double gold(double a,double b,double eps,int n,double xx)int i;double f1,f2,*x2,ff,q,w;for(i=0;i<2;i+)xi=(double *)malloc(n*sizeof(double); for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=ai+0.

21、618*(bi-ai); *(x1+i)=ai+0.382*(bi-ai); f1=objf(x0); f2=objf(x1);do if(f1>f2) for(i=0;i<n;i+) bi=*(x0+i); *(x0+i)=*(x1+i); f1=f2; for(i=0;i<n;i+) *(x1+i)=ai+0.382*(bi-ai); f2=objf(x1); else for(i=0;i<n;i+) ai=*(x1+i); *(x1+i)=*(x0+i); f2=f1; for(i=0;i<n;i+) *(x0+i)=ai+0.618*(bi-ai); f1

22、=objf(x0); q=0;for(i=0;i<n;i+) q=q+(bi-ai)*(bi-ai);w=sqrt(q);while(w>eps);for(i=0;i<n;i+) xxi=0.5*(ai+bi); ff=objf(xx); for(i=0;i<2;i+)free(xi); return(ff); double oneoptim(double x0,double s,double h0,double epsg,int n,double x) double *a,*b,ff;a=(double *)malloc(n*sizeof(double); b=(do

23、uble *)malloc(n*sizeof(double); jtf(x0,h0,s,n,a,b); ff=gold(a,b,epsg,n,x); free(a); free(b); return (ff); double powell(double p,double h0,double eps,double epsg,int n,double x) int i,j,m;double *xx4,*ss,*s;double f,f0,f1,f2,f3,fx,dlt,df,sdx,q,d;ss=(double *)malloc(n*(n+1)*sizeof(double); s=(double

24、*)malloc(n*sizeof(double); for(i=0;i<n;i+) for(j=0;j<=n;j+) *(ss+i*(n+1)+j)=0; *(ss+i*(n+1)+i)=1;for(i=0;i<4;i+)xxi=(double *)malloc(n*sizeof(double); for(i=0;i<n;i+)*(xx0+i)=pi; for(;)for(i=0;i<n;i+) *(xx1+i)=*(xx0+i); xi=*(xx1+i); f0=f1=objf(x); dlt=-1; for(j=0;j<n;j+) for(i=0;i&

25、lt;n;i+) *(xx0+i)=xi; *(s+i)=*(ss+i*(n+1)+j); f=oneoptim(xx0,s,h0,epsg,n,x); df=f0-f; if(df>dlt) dlt=df; m=j; sdx=0; for(i=0;i<n;i+) sdx=sdx+fabs(xi-(*(xx1+i); if(sdx<eps) free(ss); free(s); for(i=0;i<4;i+) free(xxi); return(f); for(i=0;i<n;i+) *(xx2+i)=xi; f2=f; for(i=0;i<n;i+) *(xx