机械优化设计与Matlab应用上机练习指导书V.docVIP

机械优化设计与Matlab应用 上机实验指导书V2.0 班级： 学号： 姓名： 机械学院 说 明 由于机械优化设计与Matlab应用是一门实践性很强的课，本实验指导书中上机练习内容是为巩固课堂所学知识安排的。 要求每次上机必须完成规定的练习内容，课堂上即时完成有难度的在课前要按照相关实验说明做好相应的准备工作。 明确每一次上机练习的目标，并在每次实验小结表中填入本次练习完成情况及相关实验小结。 所有实验结束后，要求写出一篇关于这门课的课程小结。 严格遵守机房的有关管理规定。 目 录 上机练习一 MATLAB软件使用初步 上机练习二 矩阵、向量的创建，字符串及其处理 上机练习三 程序流程控制及符号工具箱的使用 上机练习四 MATLAB基本绘图函数的使用 上机练习五 无约束优化方法编程 上机练习六 约束优化方法编程。 上机练习七 优化工具箱典型函数的使用 上机练习八 机械优化设计工程问题的求解 上机练习九 总复习 上机实验一 MATLAB软件使用初步 一、实验目标 熟悉Matlab界面，并掌握相关基本操作。 掌握变量创建、变量管理，访问程序及函数文件、命令窗口管理的基本方法。 在命令窗口中熟练使用各种运算符以及各种常用数学表达式的matlab表示方式。 熟悉matlab特殊字符的使用说明。 二、实验环境1．2．三、实验说明1．clear 、clear session、who、whos命令的含义； File下拉菜单的Set Path实现路径信息的输入； Format函数的使用； 赋值操作，表达式加分号与不加分号的区别，一行输入多个表达式，特殊字符的使用，各种运算符的使用及优先级的高低； 帮助系统的使用； 用Matlab表达式完成如下表达式计算 五、实验报告要求 1．Matlab表达式填入下表； 2. 小结二、实验环境1．2．三、实验说明Matlab基本命令； 2．实验学时：2学时 四、实验内容 矩阵和向量的创建及数学运算，包括x=s:d:f、x=linspace(s,f,n)、x=logspace(s,f,n)；矩阵、向量的转置a’；length( )函数的使用；矩阵和向量元素的访问；A*B，A.*B和B*A 5. 五、实验报告要求 1. 将实验内容四中的第4和第5题程序段填入下表 2. 小结实验心得 实验小结 上机实验三 程序流程控制及符号工具箱的使用 一、实验目标 掌握程序流程控制的4种结构控制命令以及其嵌套结构。 体会总结如何将算法思想转化为程序。 一般函数的创建 符号工具箱的使用 二、实验环境1．2．三、实验说明Matlab程序流程控制基本命令及符号工具箱的基本语法（参加《matlab原理与工程应用》相关章节）； 2．实验学时：2学时 四、实验内容 While循环，if语句，for循环以及switch语句段的运行，体会其语法特征。 阅读用区域对分的思想完成f(x)=cos(a*x)=0的前五个根的求解的程序段。体会算法如何转化成程序。 完成如下Matlab编程 有函数中需计算的等式为：，请你创建一个函数ComputeXY计算当；时的值。 在Matlab命令窗口中调用 用主子函数的形式 给定公式： 若 用符号工具箱中的函数求出 五、实验报告要求 1. 将实验内容四中的第3和第4题程序段填入小结表 2. 小结实验心得 实验小结表 上机实验四 基本绘图函数的使用 实验目标 1.熟练掌握plot函数的各种使用方法。 2.掌握图形注释和可视化提高的基本语句。 3.掌握meshgrid命令。 4.学会画等高线 二、实验环境1．2．三、实验说明1，1）初始半径为5，半径增量为0. 5 2.用meshgrid命令完成如下抛物线族曲线的绘制 3．画出下式所表示的外缘固定的方形薄膜形状及等高线图，在，图中的每个方向使用25个网格点 五、实验报告要求 1. 将实验内容四中的第1-3内容绘图程序段填入小结表 2. 小结实验心得 实验小结表： 上机实验五 无约束优化方法编程 一、实验目标 1. 掌握梯度法基本思想及计算步骤 2. 掌握梯度法的Matlab程序实现过程 二、实验环境1．2．三、实验说明的极小值 五、实验报告要求 1. 将实验内容中的题程序段填入小结表 2. 小结实验心得 实验小结表 上机实验六 约束优化方法编程 实验目标 1.掌握惩罚函数法基本思想及计算步骤 2.掌握惩罚函数法的Matlab程序实现过程 二、实验环境1．2．三、实验说明 五、实验报告要求