内蒙古科技大学《现代机械设计方法》考试试题B卷Word格式文档下载.docx
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5.n维目标函数的等值线(面,超曲面),可以()反映函数的变化规律。
A在任意维空间B在n维空间C在n+1维空间
6.机械工程中的优化问题多属于()优化问题。
A线性规划B无约束C约束非线性规划
二、填空题(每空1分,共18分)
1、设计的发展经历了3个阶段,包括:
、
、。
2、提高价值可以从三个方面着手:
、、。
3、创造性思维的四对基本类型:
、
、、。
4、判定约束非线性规划优化问题中的某迭代点是否为约束极值点的必要条件,一般采用进行检验。
5、坐标轮换法若用于求解二维无约束问题,则遇到在极值点附近等值线形状是时,有效;
是时,显效;
时,无效。
6、梯度法又称,其原因为梯度法以为搜索方向。
7、黄金分割法的区间缩短率每次都,大小为。
三、简答题(共5题,共28分)
1、设计的基本内涵是什么?
(5分)
2、例举至少5个影响创造性思维的障碍。
3、画出技术系统的黑箱模型。
4、无约束优化问题的终止准则有哪些(6分)?
5、简述二次插值法的基本思想(7分)。
四、分析与计算题(共3题,共42分)
1、某厂生产冰箱欲从A、B、C三种方案中选择一种,已知各方案的技术评价指标集为{使用、噪音、寿命、洁净度、加工},加权系数如图所示。
利用5分制进行评分(Pmax=5),各方案对应的技术评价指标评分值PA={2、4、2、4、4},PB={3.5、3、3、3.5、3},PC={4.5、2.5、4、3、2.5}。
理想成本Hi=2000元,生产成本HA=2800元,HB=3200元,HC=3600元。
利用技术-经济综合评价法评价出较优的方案(要求画出优度图)。
(10分)
2、选择一种产品从创新设计和传统设计对比的角度分析该产品设计的特点(不低于200字)。
(15分)
3、(17分)已知某约束优化问题的数学模型为:
试用图解法:
(1)按一定比例尺在设计空间内画出当目标函数
值分别等于1、4、9时的三条等值线以及各约束函数的图形,划分出(或指出)可行域;
(9分)
(2)从图上确定无约束最优点
和约束最优点
;
(4分)
(3)指出
是否为内点。
2.B罚函数法。
2.C必要。
3.B无约束优化方法。
4.A不总是。
5.B在n维空间
6.C约束非线性规划。
1、直觉设计、经验(传统)设计、现代设计。
2、功能分析、性能分析、成本分析
3、形象思维与抽象思维、发散思维与集中思维、逻辑思维与非逻辑思维、直达思维与旁通思维。
4、库恩塔克条件(或K-T条件)。
5、椭圆的二轴与坐标轴斜交;
椭圆的二轴与坐标轴平行;
脊线。
6、最速下降法,负梯度方向。
7、相同,0.618。
三、简答题(共28分)
1、设计的基本内涵(5分)
存在着客观需求,需求是设计的动力源泉。
设计的本质是革新和创造。
设计是建立技术系统的重要环节,所建立的技术系统应能实现预期的功能,满足预定的要求,同时应是所给定条件下最优解,同时在设计过程中应避免思维灾害。
设计是把各种先进的技术成果转化为生产力的活动。
设计远不只是计算和绘图。
评分标准:
每条1分,答对5条以上得满分
对创造性作出错误的假设;
相信只有一个正确的答案;
孤立的考察问题;
遵循规则;
消极的思想;
逃避风险害怕失败;
避免多种情况
满分5分,视情况得分。
点距准则、函数下降量准则、梯度准则
答对1个准则得2分,答对3个得6分。
要点:
①在初始区间内取三个插值节点,并计算相应函数值,构造二次插值曲线(2分);
②以插多项式的极小点作为增补的一个新内点,通过比较区间内两个内点的函数值进行区间缩短(2分);
③以保留下的三个点,再进行插值-区间缩短,如此反复进行(2分);
④当区间缩短到终止准则规定的精度,就可以两个内点中函数值最小者作为最优点输出(1分)。
四个要点每条答对大意可得满分。
四、分析与计算题(42分)
1、共10分
计算技术价:
(共3分,其中公式1分,结果2分)
方案
评价目标
加权系数gi
方案A
方案B
方案C
PAi
PAigi
PBi
PBigi
PCi
PCigi
使用
0.1
2
0.4
3.5
0.7
4.5
0.9
噪音
4
0.8
3
0.6
2.5
0.5
寿命
0.3
1.2
1.8
2.4
节电性
2.1
加工
0.2
1.6
1.0
Pmax=5
3.2
计算经济价:
(共2分,其中公式1分,结果1分)
计算相对价:
抛物线法(也可用其他计算方法):
方案A优。
(1分)
优度图如图所示:
(2分)
共10分,得分点如上所示,其余视情况酌情得分。
2、选择一种产品从创新设计和传统设计对比的角度分析该产品设计的特点(不低于200字)。
视情况酌情得分,要求产品设计具有现代设计的一些特点如程式性、创造性、系统性、综合性、社会性、最优化、动态化、宜人化、计算机化等。
3、(17分)
(1)(9分)目标函数
值分别等于1、4、9时的三条等值线以及各约束函数的图形及可行域如图所示;
每个图形1分,共9分。
(2)(4分)无约束最优点
如图所示。
无约束最优点和约束最优点各1分,共4分。
(3)
为内点;
点
不是内点。
各1分,共4分
内蒙古科技大学2009/2010学年第二学期
《现代机械设计方法》考试试题
64103316考试方式:
机械制造及自动化06(国际)任课教师:
李强,王春香
2010.4备注:
一.单项选择题(共9题,每题2分,共18分)
1.实用的多维优化设计方法应为(A)。
A数值迭代法B图解法C解析法
2.坐标轮换法以(C)为搜索方向。
A梯度方向B共轭方向C坐标轴方向
3.二次插值法的插值函数为(A)。
A抛物线B线性函数C二次以上高次函数
4.Powell法属于(B)优化方法。
A一维B无约束(多维)C约束
5.CAD属于(C)设计方法
A直觉B经验C现代
6.设计一种可降解的塑料零件属于(C)设计。
A面向拆卸的B面向质量的C绿色
7.当产品功能F提高,成本C不变时,产品的价值V(A)
A提高B降低C不变
8.某软件的生产成本是18万元,评价集P=[优、中、差},对应的评价值为5万元,15万元和30万元,则18万元的成本对评价集中(B)的隶属度较高。
A优B中C差
9功能分析法(也叫形态学矩阵法)适用于(A)设计阶段
A方案B试制C销售
二、填空题(共10题,每空2分,共32分)
1.Powell基本算法在应用中存在___退化___的缺陷。
2.”K-T”条件的意义为检验设计点是否为约束极小(值)点(可作为一种收敛条件)、检验一种算法是否合理。
3.初始探查、(前进或后退)是采用进退法确定初始单峰区间的2大步骤。
4.函数的二阶导数矩阵(海森矩阵)的数学表达式为:
5.黄金分割法的区间缩短率每次相同,区间缩短率为0.618。
6.优化问题的维数指的是设计变量的个数。
7.需求是设计的动力和源泉。
8.设计的本质是革新和创造。
9.解决问题的逻辑步骤是分析、综合、评价和决策。
10.创造性思维是指发散思维与集中思维、逻辑思维与非逻辑思维、形象思维与发散思维。
三、简答题(共6题,共30分)
1.(4分)无约束目标函数极小值存在的充要条件?
对于约束问题的数学模型:
,试用K-T条件,检验设计点
是否为约束极值点
。
⑴梯度为0;
⑵
正定
2.(6分)对于数学模型:
试问:
1)该问题的内点罚函数
表达式(3分);
2)指出罚函数中罚因子
的特性(3分)。
1)内点罚函数:
2)罚因子
单调递减的正值序列。
3、(6分)无约束优化问题的终止准则有哪些?
点距准则、函数下降量准则、梯度准则。
4.(5分)列举五种现代设计方法。
CAD设计,可靠设计,创新设计,动态设计,绿色设计,公理性设计,稳健设计等。
5.(4分)列举四种评价决策的方法。
简单评价法、评分法、技术评价法、经济评价法、技术经济综合评价法、模糊评价法等。
6(5分)简要说明产品的成本构成及估算方法有哪些。
成本构成:
生产成本、运行成本、维修保养成本;
成本估算方法:
按重量估算法、按材料成本折算法、相似产品成本估算等
四、分析题(共2题,共20分)
1.(10分)对于约束问题的数学模型:
①(3分)判别适时约束
适时约束为:
②(3分)求各函数在
处的梯度:
③(3分)代入“K-T”条件:
④(1分)
为约束极小点
2.针对汽车的改进或创新,谈谈你的观点。
2、如针对汽车的环保,节能、安全性能等提出新观点。
可自由发挥,要求有新意,有实用性。
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