优化设计（优化设计电子课本下载）

优化设计是指什么？

优化设计是近年来发展起来的一门新学科，是优化技术和计算机计算技术在设计领域应用的结果。最优化为工程设计提供了一种重要的科学设计方法，使得在解决复杂的设计问题时，从众多的设计方案中寻找最完善或最合适的设计方案成为可能。在设计过程中，往往需要合理确定各种参数，如重量、成本、性能、承载能力等。根据产品设计的要求，从而达到最佳的设计目标。也就是说，一个工程设计总是要求在一定的技术和物质条件下，有一个技术经济指标最优的设计方案。最优化就是在这样的思想指导下产生和发展的。目前，优化设计方法广泛应用于结构设计、化学系统设计、电气传动设计、制造工艺设计等专业。实践证明，在工程设计中应用优化设计方法，不仅可以减轻机械设备的重量，降低材料消耗和制造成本，而且可以提高产品的质量和工作性能。因此，优化设计已成为现代机械设计理论和方法中的一个重要领域，越来越受到从事机械设计的科学家和工程师的重视。机械优化设计是在各种规定的设计约束条件下，对某一机械设计的设计参数进行优化，使某一项或几项设计指标获得最优值。工程中的“最优值”或“最优值”是指在满足各种设计目标和约束条件下，所获得的最满意、最合适的值。它反映的是人的意图和目的，不同于——的极值，最大值和最小值，代表的是事物本身的规律。但是，在很多情况下，最大值或最小值也可以用来表示最优值。最优值的概念是相对的，随着科学技术的发展和设计条件的变化，优化的标准也会发生变化。也就是说，优化设计反映了人们对客观世界认识的深化。它要求人们在一定的物质基础和技术条件下，根据事物的客观规律，充分发挥人的主观能动性，得到最佳的设计方案。优化技术是优化设计全过程中各种方法和技术的总称。主要包括两部分：优化设计问题的建模技术和优化设计问题的求解技术。如何将实际设计问题抽象为优化设计问题，建立符合实际设计要求的优化设计数学模型，是建模技术要解决的问题。要建立实际问题的优化数学模型，不仅要熟悉优化设计方法的基本理论；问题抽象和数学模型处理的基本技能；在这个设计领域有丰富的设计经验更重要。除此之外，在求解优化设计的过程中，需要不断分析实际问题和数学模型之间的差距，不断修正优化设计的数学模型。只有这样才能建立正确的数学模型，求解得到的最优解才有实际意义。最优化的基本思想是搜索、迭代和逼近。首先，确定设计变量和目标函数，建立优化模型。从某一点X开始，根据该点的目标函数和约束函数的一些信息，确定本次迭代的一个方向和一个合适的步长，寻找新的迭代点X，然后用X代替X，X的目标函数值要小于原来点X的目标函数值，逐步重复迭代，逐步提高目标函数值，直到最终逼近极值点。这样一个逐步优化的过程，即寻找极小点(无约束或有约束的极小点)的过程，被比喻为向“山”的顶峰攀登的过程，始终保持向“高”的方向前进，直至到达“山顶”。当然，“山顶”可以理解为目标函数的最大值或最小值。前者被称为升序算法a

图4-22优化设计

何谓优化设计，它的关键工作是什么

优化设计是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。重点工作：以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在给定的约束条件下，寻求最优的设计方案。如何找到一组最合适的设计变量，在允许的范围内，能使设计出的产品具有最合理的结构、最佳的性能、最高的质量、最低的成本(即最佳的技术经济指标)、市场竞争力，同时设计时间又不会太长。这是优化设计要解决的问题。展开数据优化步骤1。建立数学模型。2.选择优化算法。3.编程。4.设定目标要求。5.计算机自动选择最佳设计方案等。常用的优化算法是逐步逼近法，包括线性规划和非线性规划。第二次世界大战期间，美国首次将优化技术应用于军事。1967年，美国的R.L. Fox等人发表了第一篇关于机构优化的论文。1970年，C.S. Beightler等人用几何规划法解决了流体动压轴承的优化设计问题后，优化设计在机械设计中得到应用和发展。来源：百度百科-优化设计

优化设计的优化步骤