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时间:2019-06-17
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1、Matlab实践1、二次插值法无约束最优化算法说明:在包含f(x)极小值x0的区间【ab】,给定三点x1、x2、x3,其对应的函数值分别为f1、f2、f3,且满足x12、x3-x13、<ε1,4、f3-f15、<ε2时停止迭代,并令x0为对应最小值的点。算法步骤:步骤一:比较x0和x2的大小,如果x0>x2,转步骤二;否则转步骤三;步骤二:如果f06、x1<=x2,x2<=x0,转步骤四;否则令x3<=x0,转步骤四;步骤三:如果f07、x00(1)-x00(3)8、9、f00(1)-f00(3)10、11、x00(1)-x00(3)12、13、f0-f00(2)14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
2、x3-x1
3、<ε1,
4、f3-f1
5、<ε2时停止迭代,并令x0为对应最小值的点。算法步骤:步骤一:比较x0和x2的大小,如果x0>x2,转步骤二;否则转步骤三;步骤二:如果f06、x1<=x2,x2<=x0,转步骤四;否则令x3<=x0,转步骤四;步骤三:如果f07、x00(1)-x00(3)8、9、f00(1)-f00(3)10、11、x00(1)-x00(3)12、13、f0-f00(2)14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
6、x1<=x2,x2<=x0,转步骤四;否则令x3<=x0,转步骤四;步骤三:如果f07、x00(1)-x00(3)8、9、f00(1)-f00(3)10、11、x00(1)-x00(3)12、13、f0-f00(2)14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
7、x00(1)-x00(3)
8、9、f00(1)-f00(3)10、11、x00(1)-x00(3)12、13、f0-f00(2)14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
9、f00(1)-f00(3)
10、11、x00(1)-x00(3)12、13、f0-f00(2)14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
11、x00(1)-x00(3)
12、13、f0-f00(2)14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
13、f0-f00(2)
14、x00(2)?f015、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
15、x0,f0x00(1)=x00(2)x00(2)=x0x00(3)=x0f00=f(x00),计算x0,f0x00(1)=x0x00(3)=x00(2)x00(2)=x0是否是是是否否否输出“搜索区间太小”是算法举例:f(x)=(x2-2)2/2-1,x∈[0,5]2、拉压杆系的静不定问题。求各杆的轴力Ni及节点C的位移,已知桁架结构如图所示,各杆横截面积分别为Ai,材料的弹性模量为E。算法说明:假设各杆均受拉力,C点因各杆变形而引起的x方向位移△x,y方向位移△y,由几何关系,的变形方程:i=1,……,n令Ki=,故,再加上平面共点力系的两个平衡方
16、程共有n+2个方程,其中包括n个轴力和两个待求位移△x,△y,方程组可解。线性方程组,可用矩阵除法直接解出。流程图:开始输入外力P,外力方向角a,各杆杨氏模量E,杆1的初始长度l1输入各杆的方向角ai和横截面积si计算各杆原长度li=l1*cos(ai(1))./cos(ai),计算各杆的刚度的倒数ki=li./E./si构建部分矩阵系数m=[cos(ai);sin(ai)]构建矩阵系数n=[m,zeros(2);diag(ki),-1*m'],k=length(ai),构建结果向量t=[p*cos(a),p*sin(a),zeros(1,k)]输出
17、包含未知轴力Ni和节点C位移△x、△y的X结束计算未知数X=nt'算法举例:P=1000,a=pi/2,l1=0.5,a1=pi/4,a2=pi/2,a3=3pi/4,s1=s2=s3=1e-3,E=100e9,求Ni,△x,△y。容易算出2.92893218813452e0025.85786437626905e002dx=0dy==2.071067811865475e-006
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