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关于汽车发动机设计与优化的讨论
发布日期:2017-12-07 新闻来源: 正文字号
德州学院机电工程学院  张聪 王志坤 刘锟 宋童童 
1 现代最优化设计简介
1.1 最优化设计概念及最优值
最优化设计是一种基于计算机被普遍使用的前提下,依据最优化原理和方法,结合方方面面的条件,通过人机搭配或者自动进行这两个途径,在计算机的辅助下的半自动或全自动设计,来找到在已有工况下所能取得的最佳方案。实验表明,最优化设计可以使得产品的功能有一个可靠的保障,产品的重量和大小也有所减小,节约制造成本以及从事者的时间花费,同时设计效率也有很大的提升,这一概念已经慢慢渗透到多个行业领域中,而且取得了很好的成效。
最优值是综合了各方面条件所能取得的最好的数值结果。最优值是一个相对的概念。众所周知,数学上的数值一般情况下都有最大值和最小值之分,这和最优值这一概念是有区别的。归纳来说,最优化设计工作可以分成两个步骤。
 (1)把要研究的事项以数学模型的方式表现出来。首先是建模,即选择因素条件列出目标函数,找出限制因素。目标函数指的是在限制因素下求解最优值的方程式。
 (2)选择最合适的途径解出这一目标函数。总的来说就是在排除限制因素的前提下解出目标函数的最优值。
1.2设计方法的分类
最优化设计的使用领域,关键从三个部分进行优化,(1)优化设计;(2)优化实验;(3)优化控制。从优化事项的角度不同,可以把它们进行分类。
(1)按有无约束可分为无约束优化问题和有约束优化问题;
(2)根据设计变量的性质可以划分成连续变量、离散变量和带参变量;
(3)根据问题的物理结构可以划分为优化控制问题和非优化控制问题;
(4)根据模型所表现的目标函数可以划分为线性规划、非线性规划、二次规划和几何规划等。
(5)根据变量是否确定可以划分成确定性规划或者随机规划。
优化设计的可靠性使得它在各领域极具影响力,可用于机械行业、数学建模、CAD/CAM中资源库,方便、有效。