见的就是多目标函数优化。
一般而言,目标函数越多,设计的综合效果越好,但问题求解越复杂。在实际的设计问题中,常常会遇到在多目标函数的某些目标之间存在矛盾的情况,这就要求设计者正确处理各目标函数之间的关系。对这类多目标函数的优化问题的研究,至今还没有单目标函数那样成熟。
二、机械优化设计的主要特点
在优化设计过程中,每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的,都有各自的特点和
f各自的应用领域。优化设计是以建立数学模型进行设计的。它引用了一些新的概念和术语,如前面所述的设计变量、目标函数、约束条件等用来作为机械优化设计的理论依托。设计师可以将机械设计的具体要求构造成数学模型,将机械设计的问题转化为具体的数学问题,然后应用理论推理和验算来找到最优解决途径。优化设计改变了传统的设计方式,开创了应用新的有效的解决机械设计问题的途径。传统设计方法是被动地重复分析产品的性能,而现代的优化设计却能够主动设计产品的参数,从整体的大局出发找寻最优方案。优化设计的一般过程与传统设计方法有所不同。它是以计算机自动设计选优为其基本特征的。借助于计算机的高速高效率,我们可以从大量的方案中选出最优方案。
作为一项设计不仅要求方案可行、合理,而且应该是一些指标达到最优的理想方案,这样才能使机械产品为企业带来可观效益。
三、机械优化设计的应用条件
根据优化设计中所要解决问题的特点,选择适当的优化方案是非常关键的。因为解决同一个问题可能有多种方法,而每一种方法也有可能会导致不同的结果,.而我们需要的是可以更加体现生产目标的最优方案。所以我们在选择方案时一定要考虑一下四个原则:1效率要高。2可靠性要高。3采用成熟的计算程序。4稳定性要好。另外选择适当的优化方法时要进行深入的分析优化模型的约束条件、约束函数及目标函数,根据复杂性、准确性等条件结合个人的经验进行选择。优化设计的选择取决于数学模型的特点,通常认为,对于目标函数和约束函数均为显函数且设计变量个数
不太多的问题,采用惩罚函数法较好;对于只含线性约束的非线性规划问题,最适应采用梯度投影法;对于求导非常困难的问题应选用直接解法,例如复合形法;对于高度非线性的函数,则应选用计算稳定性较好的方法,例如BFGS变尺度法和内点惩罚函数相结合的方法。
四、机械优化设计的发展
1.机械优化设计的前景
早期的优化方法可追溯到三四十年代前的古典微分法和变分法,但由于这些方法r