MATLAB在机械优化设计中的应用

曾怀灵，贺建国

（长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南长沙 410012）

MATLAB在机械优化设计中的应用

曾怀灵，贺建国

（长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南长沙 410012）

介绍了MATLAB优化工具箱中各种优化模型及其在机械优化设计中的应用，并给出了优化实例和结果。采用MATLAB优化工具箱来求解机械优化设计中的问题，不仅提高了设计效率，而且编程简单、结果可靠。

机械优化设计；MATLAB；优化模型；夹具设计

机械产品的设计，一般需要经过调查分析、方案拟定、技术设计、零件工作图绘制等环节［1］。传统的设计方法基本上是采取人工试凑和定性分析比较等粗略方法。而机械优化设计是以数学规划为理论基础，以计算机为工具，寻求最佳机械设计方案的现代设计方法，取代了传统的可行性设计［2］。目前，优化设计已有很多成熟的优化方法，都有各自的特点和适用范围。在MATLAB优化工具箱中就有很多实用的优化函数，利用这些优化函数去解决机械优化设计中的问题不仅方便实用，而且编程简单易懂。

1 MATLAB在机械优化设计中的应用

MATLAB（Matrix Laboratory）是由美国Mathworks公司开发的集数值计算功能、符号运算功能和图形处理功能于一身的超级科学计算语言。MATLAB有多个工具箱，其中优化工具箱（Optimization Toolbox）可以为线性、非线性最小化、非线性最小二乘、二次规划、方程求解、多目标优化等问题提供可靠的求解方法。

1.1 线性规划及其应用

线性规划在机械设计中应用非常少，主要是因其要求目标函数、约束条件都是线性的，而机械设计问题一般都是非线性的。……