现代设计黄金分割法复合形法实验报告.docx

1、现代设计黄金分割法复合形法实验报告现代设计理论与方法实验报告一、实验目的机械优化设计是一门实践性较强的课程，学生通过实际上机计算可以达到以下目的: 1加深对机械优化设计方法的基本理论和算法步骤的理解；2培养学生独立编制或调试计算机程序的能力； 3掌握常用优化方法程序的使用方法；4培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。二、实验项目、学时分配及对每个实验项目的要求序号实验项目学时实 验 要 求1黄金分割法21明确黄金分割法基本原理、计算步骤及程序框图；2编制或调试黄金分割法应用程序；3用测试题对所编程序进行测试；4撰写实验报告。2复合形法41明确复合形法基本原理、计算步骤及程序框图等

2、；2编制或调试复合形法应用程序；3用测试题对所编程序进行测试；4撰写实验报告。三、测试题 1黄金分割法程序测试题1) ，取，程序如下：#include#include#include#define e 0.00001#define tt 0.01float function(float x) float y=pow(x,2)-10*x+36;/求解的一维函数 return(y);void finding(float a3,float f3) float t=tt,a1,f1,ia; int i; a0=0;/初始区间的下界值f0=function(a0);for(i=0;i+) a1=a0+t

3、;f1=function(a1); if(f1=e) t=-t;a0=a1;f0=f1; else if(ia=1) return; t=t/2;ia=1; for(i=0;i+) a2=a1+t;f2=function(a2); if(f2f1) break; t=2*t; a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2;if(a0a2) a1=a0;f1=f0; a0=a2;f0=f2; a2=a1;f2=f1;return;float gold(float *ff) float a13,f13,a4,f4; float aa; int i; finding(a1,f1); a0=a10

4、;f0=f10; a3=a12;f3=f12; a1=a0+0.382*(a3-a0); a2=a0+0.618*(a3-a0); f1=function(a1); f2=function(a2); for(i=0;i+) if(f1=f2) a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; a2=a0+0.618*(a3-a0); f2=function(a2);else a3=a2;f3=f2; a2=a1;f2=f1; a1=a0+0.382*(a3-a0); f1=function(a1);if(a3-a0)e) aa=(a1+a2)/2;*ff=function(aa); brea

5、k;return(aa);void main() float xx, ff; xx=gold(&ff); printf(n The Optimal Design Result Is:n); printf(ntx*=%fntf*=%f, xx, ff); getch(); 运行结果：2) ，取，程序如下：#include#include#include#define e 0.00001#define tt 0.01float function(float x) float y=pow(x,4)-5*pow(x,3)+4*pow(x,2)-6*x+60;/求解的一维函数 return(y);voi

6、d finding(float a3,float f3) float t=tt,a1,f1,ia; int i; a0=0;/初始区间的下界值f0=function(a0);for(i=0;i+) a1=a0+t;f1=function(a1); if(f1=e) t=-t;a0=a1;f0=f1; else if(ia=1) return; t=t/2;ia=1; for(i=0;i+) a2=a1+t;f2=function(a2); if(f2f1) break; t=2*t; a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2;if(a0a2) a1=a0;f1=f0; a0=a2;f0

7、=f2; a2=a1;f2=f1;return;float gold(float *ff) float a13,f13,a4,f4; float aa; int i; finding(a1,f1); a0=a10;f0=f10; a3=a12;f3=f12; a1=a0+0.382*(a3-a0); a2=a0+0.618*(a3-a0); f1=function(a1); f2=function(a2); for(i=0;i+) if(f1=f2) a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; a2=a0+0.618*(a3-a0); f2=function(a2);else a3=a

8、2;f3=f2; a2=a1;f2=f1; a1=a0+0.382*(a3-a0); f1=function(a1);if(a3-a0)e) aa=(a1+a2)/2;*ff=function(aa); break;return(aa);void main() float xx, ff; xx=gold(&ff); printf(n The Optimal Design Result Is:n); printf(ntx*=%fntf*=%f, xx, ff); getch(); 运行结果如下：3) ，其中，取，程序如下：#include#include#include#define e 0.0

9、0001#define tt 0.01float function(float x) float y=(x+1)*pow(x-2),2);/求解的一维函数 return(y);void finding(float a3,float f3) float t=tt,a1,f1,ia; int i; a0=0;/初始区间的下界值f0=function(a0);for(i=0;i+) a1=a0+t;f1=function(a1); if(f1=e) t=-t;a0=a1;f0=f1; else if(ia=1) return; t=t/2;ia=1; for(i=0;i+) a2=a1+t;f2=f

10、unction(a2); if(f2f1) break; t=2*t; a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2;if(a0a2) a1=a0;f1=f0; a0=a2;f0=f2; a2=a1;f2=f1;return;float gold(float *ff) float a13,f13,a4,f4; float aa; int i; finding(a1,f1); a0=a10;f0=f10; a3=a12;f3=f12; a1=a0+0.382*(a3-a0); a2=a0+0.618*(a3-a0); f1=function(a1); f2=function(a2); for

11、(i=0;i+) if(f1=f2) a0=a1;f0=f1; a1=a2;f1=f2; a2=a0+0.618*(a3-a0); f2=function(a2);else a3=a2;f3=f2; a2=a1;f2=f1; a1=a0+0.382*(a3-a0); f1=function(a1);if(a3-a0)=0)&(2-D0-D1)=0)return 1;elsereturn 0;void bou()a0=-5,b0=6;a1=-5,b1=8;double r()double r1,r2,r3,rr;r1=pow(2,35);r2=pow(2,36);r3=pow(2,37);rm=

12、5*rm;if(rm=r3)rm=rm-r3;if(rm=r2)rm=rm-r2;if(rm=r1)rm=rm-r1;rr=rm/r1;return rr;void produce(double An,double Bn)int jj;double S;s1: for(i=0;in;i+)S=r();XXi=Ai+S*(Bi-Ai);if(cons(XX)=0)goto s1;for(i=0;in;i+)X0i=XXi;for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) S=r();Xji=Ai+S*(Bi-Ai);for(j=1;jk;j+)for(i=0;in;i+)X0i=0;f

13、or(jj=1;jjj+1;jj+)X0i+=Xjji;X0i=(1/j)*(X0i);if(cons(X0)=0)goto s1;for(i=0;in;i+)XXi=Xji;while(cons(XX)=0)for(i=0;in;i+)Xji=X0i+0.5*(Xji-X0i);XXi=Xji;main()double EE,Xcn,Xhn,Xgn,Xln,Xrn,Xsn,w;int l,lp,lp1;bou();s111:produce(a,b);s222:for(j=0;jk;j+)for(i=0;in;i+)XXi=Xji;FFj=F(XX);for(l=0;lk-1;l+)for(l

14、p=0;lpk-1;lp+) lp1=lp+1;if(FFlpFFlp1)w=FFlp;FFlp=FFlp1;FFlp1=w;for(i=0;in;i+)XXi=Xlpi;Xlpi=Xlp1i;Xlp1i=XXi;for(i=0;in;i+)Xhi=X0i;Xgi=Xli;Xli=Xk-1i;for(i=0;in;i+)Xsi=0;for(j=0;jk;j+)Xsi+=Xji;Xsi=1/(k+0.0)*Xsi;EE=0;for(j=0;jk;j+)EE+=pow(FFj-F(Xs),2);EE=pow(1/(k+0.0)*EE),0.5);if(EE=E1) goto s333; for(i

15、=0;in;i+) Xci=0; for(j=1;jk;j+) Xci+=Xji; Xci=1/(k-1.0)*Xci; if(cons(Xc)=1) af=1.3; ss:for(i=0;i=F(Xh) if(af=ep) for(i=0;in;i+) Xhi=Xgi; af=1.3;goto ss; else af=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;in;i+) X0i=Xri; goto s222; else af=1/2.0*af;goto ss; else for(i=0;in;i+) if(XliXci) ai=Xli;bi=Xci; else ai=X

16、ci;bi=Xli; goto s111; s333:printf(F(Xmin)=%fn,F(Xl); for(i=0;i=-10)&(D1=-10)&(D2=-10)&(D3=-10)&(D0=10)&(D1=10)&(D2=10)&(D3=r3)rm=rm-r3;if(rm=r2)rm=rm-r2;if(rm=r1)rm=rm-r1;rr=rm/r1;return rr;void produce(double An,double Bn)int jj;double S;s1: for(i=0;in;i+)S=r();XXi=Ai+S*(Bi-Ai);if(cons(XX)=0)goto s

17、1;for(i=0;in;i+)X0i=XXi;for(j=1;jk;j+) for(i=0;in;i+) S=r();Xji=Ai+S*(Bi-Ai);for(j=1;jk;j+)for(i=0;in;i+)X0i=0;for(jj=1;jjj+1;jj+)X0i+=Xjji;X0i=(1/j)*(X0i);if(cons(X0)=0)goto s1;for(i=0;in;i+)XXi=Xji;while(cons(XX)=0)for(i=0;in;i+)Xji=X0i+0.5*(Xji-X0i);XXi=Xji;main()double EE,Xcn,Xhn,Xgn,Xln,Xrn,Xsn

18、,w;int l,lp,lp1;bou();s111:produce(a,b);s222:for(j=0;jk;j+)for(i=0;in;i+)XXi=Xji;FFj=F(XX);for(l=0;lk-1;l+)for(lp=0;lpk-1;lp+) lp1=lp+1;if(FFlpFFlp1)w=FFlp;FFlp=FFlp1;FFlp1=w;for(i=0;in;i+)XXi=Xlpi;Xlpi=Xlp1i;Xlp1i=XXi;for(i=0;in;i+)Xhi=X0i;Xgi=Xli;Xli=Xk-1i;for(i=0;in;i+)Xsi=0;for(j=0;jk;j+)Xsi+=Xji;Xsi=1/(k+0.0)*Xsi;EE=0;for(j=0;jk;j+)EE+=pow(FFj-F(Xs),2);EE=pow(1/(k+0.0)*EE),0.5);if(EE=E1) goto s333; for(i=0;in;i+) Xci=0; for(j=1;jk;j+) Xci+=Xji; Xci=1/(k-1.0)*Xci; if(cons(Xc)=1) af=1.3; ss:for(i=0;i=F(Xh) if(af=ep) for