毕业论文课题相关文献综述
计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。 在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统,开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了CAD的曲面片技术,中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代,完整的CAD系统开始形成,后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器,推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备,促进了CAD技术的发展。
80 年代,随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现,工程工作站问世,CAD技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来,CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出,为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用;系统构造由过去的单一功能变成综合功能,出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统;固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用,极大地提高了CAD系统的性能;人工智能和专家系统技术引入CAD,出现了智能CAD技术,使CAD系统的问题求解能力大为增强,设计过程更趋自动化。
CAD已在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。
约束优化方法是寻求具有约束条件的线性或非线性规划问题解的数值算法。假设(尣),gi(尣)(i=1,2,,m)是n维欧几里得空间Rn中的实值函数。所谓约束优化问题,是指在约束条件gi(尣)≤0(i=1,2,,m)之下求一点,使(尣)≥(),点称为最优解。约束优化问题当(尣)、gi(尣)(i=1,2,,m)均为凸函数时称为凸规划。凸函数有很多已知特性,因此凸规划算法的研究进展较快。线性规划是凸规划的最简单的情形,可以用单纯形方法等求解。约束优化问题当(尣)是二次函数而gi(尣)(i=1,2,,m)是线性函数时称为二次规划。G.B.丹齐克和P.沃尔夫于1963年将单纯形方法作了修改,用以求解凸二次规划,得到只经过有限次迭代即可达到最优解的算法。 对于只有等式约束的非线性规划,经典的拉格朗日乘子法指出,在对函数加以一定限制下,最优解可在一组函数方程的解集中去寻求,但是并未指出行之有效的算法。1951年,H.W.库恩和A.W.塔克尔发表论非线性规划一文后,随着计算技术的迅速发展,线性约束的非线性规划出现了不少行之有效的算法。在非线性约束规划的研究上,近十几年来也有相当的进展。
对于不可微的凸规划,近十多年来有人用次梯度或差分等概念来建立算法。设为Rn中的凸函数,若矢量满足,则矢量称为函数在点尣0处的一个次梯度。不可微凸规划的最优解在一定条件下满足以次梯度表示的推广的库恩-塔克尔条件。函数在一点的次梯度不一定是惟一的。可微函数在一点的梯度若不为零,其负梯度方向必是函数在此点的一个下降方向。然而不可微函数在一点的某些负次梯度可以不是函数的下降方向。这将导致上述可微情况的约束优化算法对于不可微凸规划往往会失败。不可微凸规划的次梯度算法类的基本迭代公式,这里tk(k)分别是按一定规则选定的步长和点 尣(k)的次梯度(或近似次梯度)。在一些适当的条件下可证明,次梯度算法产生的点列{尣(k)}收敛到问题的最优解。 赞格威尔1969年提出用统一的观点研究算法。他的基本思想是,将算法看成是一个点到集的映像。在一些假设下由上半连续的点到集映像产生的点列 {尣(k)}收敛于最优解。从而统一了不少已有算法的收敛性的研究。这方面的工作还在不断发展。
文献[1]介绍了机械优化设计的基本理论和方法、优化设计工具软件及工程应用,同时还介绍了优化设计学科的前沿知识。主要内容有:优化设计概述、优化方法的数学基础、一维搜索方法、基于导数的优化方法、非导数优化方法、线性规划方法、优化设计实用技术、机械优化设计常用软件及优化设计应用实例。
文献[2] 用较大篇幅介绍计算机辅助设计软件Mechanical Desktop 2009的使用方法,包括二维平面图形的绘制与编辑、三维参数化设计的概念、定义特征截面轮廓、草图特征、放置特征、工作特征的创建与编辑、工程图的创建等。全书分9章,内容包括制图的基本知识、投影的基本原理及三视图、组合体视图及尺寸标注、机件常用的表达方法、轴测图、标准件和常用件、零件图、装配图、计算机辅助设计等。
文献[3]介绍了主要介绍优化设计的基本概念、基本原理和常用优化方法以及机械优化设计应用实例,主要内容包括优化设计的基本概念和数学基础、一维搜索的优化、无约束优化方法、约束优化方法、机械优化设计实例、遗传算法的基本理论和方法、机械模糊优化设计方法与实例,书中还介绍了MATLAB在优化设计中的应用。
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