MATLAB優(yōu)化工具箱在蝸桿傳動優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用

介紹了星齒行星傳動的結(jié)構(gòu),建立了以體積最小進行優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,簡述了利用matlab優(yōu)化工具箱進行優(yōu)化的方法,并通過實例對星齒行星傳動加以優(yōu)化,達到了減小體積的目的。

為了優(yōu)化淤地壩壩高設(shè)計,把產(chǎn)生經(jīng)濟效益表達為由壩地生產(chǎn)效益、攔泥效益、建壩費用、工程運行費用4個因素構(gòu)成的目標函數(shù),考慮了淤地面積、攔泥、壩高、淤積年限和上游淹沒條件的約束,建立了淤地壩最優(yōu)壩高的數(shù)學(xué)模型。介紹了matlab優(yōu)化工具箱的使用方法,并用于求解優(yōu)化模型算例,結(jié)果表明:使用matlab優(yōu)化工具箱可以方便快捷地得出優(yōu)化結(jié)果,且輸入比較簡單,能夠提高工作效率。

matlab優(yōu)化工具箱在鋼結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化中的應(yīng)用——利用matlab優(yōu)化工具箱對鋼結(jié)構(gòu)截面進行優(yōu)化，具有結(jié)果可靠、方便快捷等優(yōu)點。通過對單、雙軸對稱組合工字形梁截面的優(yōu)化結(jié)果的分析，提出了在不同情況下，該兩種組合工字形梁各自的適用條件?！　?/p>

有密封性要求的螺栓組聯(lián)接被廣泛地應(yīng)用在各種機械或容器中。為了達到最少化的消耗螺栓材料,達到節(jié)約成本的目的,以matlab為平臺,建立了螺栓組聯(lián)接的設(shè)計模型,并利用matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)較好地解決了螺栓組聯(lián)接設(shè)計問題的最優(yōu)化問題。

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的設(shè)計,一般采用作圖法和解析法,作圖法誤差較大,解析法計算量大。為此,采用matlab優(yōu)化工具箱對農(nóng)用運輸車進行轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計。針對前置梯形和后置梯形兩種情況采用了fmincon函數(shù)和ga函數(shù)。通過設(shè)計實例的計算和分析,表明了matlab優(yōu)化工具箱對于解決農(nóng)用運輸車轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計這類實際工程約束最優(yōu)求解問題是有效的,而且精度較高,計算量較小。

針對整體式轉(zhuǎn)向梯形,對其空間結(jié)構(gòu)和前輪定位參數(shù)進行合理的簡化。對初步選定的轉(zhuǎn)向梯形參數(shù),以外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角相對誤差建立目標函數(shù)模型,利用matlab優(yōu)化工具箱對目標函數(shù)模型進行優(yōu)化。同時,matlab優(yōu)化工具箱通過改變變量參數(shù),即可實現(xiàn)不同參數(shù)的整體式轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計。

傳統(tǒng)的角接觸球軸承的設(shè)計是通過反復(fù)的試湊、校核,從而最終確定設(shè)計方案的,雖能滿足一般要求,但往往不是最佳的設(shè)計方案。在傳統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上,為了進一步地降低角接觸球軸承所受的摩擦阻力和減輕磨損,達到延長使用壽命的目的,以角接觸球軸承所受摩擦力矩最小為優(yōu)化目標,建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并利用matlab軟件的優(yōu)化工具箱,對角接觸球軸承進行優(yōu)化設(shè)計,結(jié)果表明達到了優(yōu)化設(shè)計的目的。

將服從任意概率分布的隨機變量xi映射為標準正態(tài)隨機變量yi。從正態(tài)空間中可靠度指標β的幾何意義出發(fā),建立了求解可靠度指標β的優(yōu)化模型。利用matlab的強大優(yōu)化功能求解該模型,得到可靠度指標β及驗算點y,并討論了該模型解的存在條件。最后給出了算例及結(jié)果比較。

選取蝸桿齒數(shù)、模數(shù)和直徑系數(shù)作為設(shè)計變量,以蝸輪有色金屬齒圈體積最小作為設(shè)計目標,建立了包含3個設(shè)計變量和10個約束條件的蝸輪蝸桿傳動優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,給出了優(yōu)化分析與實例計算結(jié)果。

在保證傳動的預(yù)期可靠度及其它隨機約束概率的條件下，以最小蝸輪齒冠體積為目標，建立了za型鍋桿傳動可靠性優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，并給出了計算示例．

采用隨機方向法對塔吊回轉(zhuǎn)機的蝸桿傳動進行了優(yōu)化設(shè)計,并用圖形表示了在優(yōu)化搜索過程中各個設(shè)計變量之間的關(guān)系,設(shè)計結(jié)果表明,可以明顯地節(jié)約有色金屬用量。

文中首先介紹了機械設(shè)計的優(yōu)化方法，其次分析了平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的優(yōu)化流程，最后以實例的方式對方位角、高度角蝸桿副的設(shè)計進行優(yōu)化，其結(jié)果是令人滿意的。

基于matlab優(yōu)化理論,系統(tǒng)研究了蝸輪蝸桿減速裝置的目標函數(shù)、設(shè)計變量和約束條件,建立其優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型,利用matlab優(yōu)化工具箱中的函數(shù)fmincon來解決單目標多變量約束非線性優(yōu)化問題的思路和方法。

本文利用線性規(guī)劃方法建立解決大型工程項目土方調(diào)配的一般數(shù)學(xué)模型,進一步提出使用matlab優(yōu)化工具箱解決復(fù)雜線性規(guī)劃問題的方法。結(jié)合某大型公路項目實際,把土方調(diào)配問題描述為可供求解的數(shù)學(xué)形式,針對所求解的問題建立數(shù)學(xué)模型,通過對數(shù)學(xué)模型的研究,建立邊界約束條件,編寫matlab計算程序。調(diào)用優(yōu)化工具箱linprog函數(shù),解決大型工程項目復(fù)雜的土方調(diào)配問題,獲得優(yōu)化的調(diào)配方案。

以普通圓柱蝸桿傳動的蝸桿頭數(shù)、模數(shù)、螺旋升角為設(shè)計變量,以蝸輪齒冠體積最小、傳動效率最大、潤滑條件最好為目標函數(shù),應(yīng)用模糊理論對普通圓柱蝸桿傳動進行模糊優(yōu)化設(shè)計與實例驗算。

針對隨道圍巖力學(xué)參數(shù)中有許多為隨機變量和其極限狀態(tài)功能函數(shù)高度非線性的特征,應(yīng)用工程結(jié)構(gòu)可靠性理論,在matlab優(yōu)化工具箱中采用最優(yōu)化化方法計算了隧道襯砌結(jié)構(gòu)的可靠度.結(jié)果表明:用該方法計算隨道襯砌結(jié)構(gòu)可靠度,編程簡單,準備工作量少,無需將狀態(tài)函數(shù)線性化,計算速度快,精度高.

將模糊優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用于電動裝置的蝸桿傳動設(shè)計,建立了模糊優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并對其求解方法進行了詳細的說明,通過實例表明模糊優(yōu)化設(shè)計可以使蝸桿傳動更加符合客觀實際,從而進一步減小電動裝置的體積,提高電動裝置的效率。

matlab工具箱介紹.

將模糊優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用于電動裝置的蝸桿傳動設(shè)計,建立了模糊優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并對其求解方法進行了詳細的說明,通過實例表明模糊優(yōu)化設(shè)計可以使蝸桿傳動更加符合客觀實際,從而進一步減小電動裝置的體積,提高電動裝置的效率。

以一個雙輸入單輸出溫度控制系統(tǒng)為例,詳細敘述應(yīng)用系統(tǒng)辨識工具箱進行建模、仿真和設(shè)計控制系統(tǒng)的過程,包括控制對象的辨識數(shù)據(jù)采集、模型估算、控制器設(shè)計和系統(tǒng)仿真等.重點介紹了系統(tǒng)辨識工具箱圖形用戶界面的使用方法.

matlab有三十多個工具箱大致可分為兩類：功能型工具箱和領(lǐng)域型工具箱. 功能型工具箱主要用來擴充matlab的符號計算功能、圖形建模仿真功能、文字處理功能以及與 硬件實時交互功能，能用于多種學(xué)科。而領(lǐng)域型工具箱是專業(yè)性很強的。如控制系統(tǒng)工具箱(controlsystem toolbox)、信號處理工具箱(signalprocessingtoolbox)、財政金融工具箱(financialtoolbox)等。 下面，將matlab工具箱內(nèi)所包含的主要內(nèi)容做簡要介紹： 1)通訊工具箱(communicationtoolbox)。 令提供100多個函數(shù)和150多個simulink模塊用于通訊系統(tǒng)的仿真和分析 ——信號編碼 ——調(diào)制解調(diào) ——濾波器和均衡器設(shè)計 ——通道模型 ——同步 可由結(jié)構(gòu)圖直接生成可應(yīng)用的c語言源代碼。 2)控

借助matlab優(yōu)化工具箱對尚未具有標準圖的四線鐵路隧道斷面設(shè)計進行優(yōu)化。軌面以上隧道斷面采用三心圓形式,選取軌面以上凈空面積s為目標函數(shù),以描述斷面形狀的參數(shù)r1,r2,φ1,φ2,a,b,c為設(shè)計變量,通過調(diào)用matlab優(yōu)化工具箱中的功能函數(shù)fmincon搜索目標函數(shù)的最優(yōu)值。