现代设计方法试题Bc(标准答案)

重庆交通大学2010-2011学年第一学期课程考核试卷第1页共3页学院专业班级学号学生姓名制造专业2008级《现代设计方法》课程考核试卷试卷B（A/B/C）考试方式：闭卷考试时间（120分钟）题号一二三四总分得分一、不定项选择题（在每个小题的四个备选答案中选出正确答案，填在题末的括号中）（本大题共10小题，每小题2分，总计20分）1、产品设计的一般过程可分为为(ABCD)。A)产品规划阶段B)原理方案设计阶段C)技术设计阶段D)施工设计阶段2、产品设计的一般原则是(ABCD)。A)创新原则B)可靠原则C)效益原则D)审核原则3、根据设计工作本身的特点，要正确决策，一般应遵循哪些基本原则（ABCDE）。A)系统原则B)可行性原则C)满意原则D)反馈原则E）多方案原则4、在设计方案的评选中，最常用的评价方法包括（ABCD）。A)评分法B)技术经济评价法C)模糊评价法D)最优化方法5、在二维图形的变换矩阵中各部分的功能是:实现(C)功能；实现(A)功能；实现(D)功能；S实现(B)功能。A)平移变换B)全比例变换C)图形的比例、对称、旋转和错切变换D)透视变换6、对三维图形进行绕X轴旋转变换的变换矩阵为(B)A)B)C)7、下列方法中属于无约束优化方法中的间接法是（AB）A)共轭梯度法B)变尺度法C)坐标轮换法D)单纯形法8、单纯形替换算法中，从一个单纯形到另一个单纯形的迭代主要通过（ABCD）等操作来实现。A)反射B)扩张C)收缩D)缩边9、下列方法中属于约束优化方法中的间接法是（D）A）复合形法B）可行方向法C）随机方向法D）惩罚函数法10、按照惩罚函数在优化过程中迭代点是否可行，分为（ABC）A）内点法B）外点法C）混合法二、判断题（在题末的括号中正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题1.5分，总计15分）1、梯度方向是函数值变化最快的方向，而梯度的模就是函数变化率的最大值。（√）2、功能树能充分表达各分功能之间的分界和有序性关系，而功能结构图则不能。（×）3、设计过程的评价依据是评价目标，评价目的包括技术评价目标、经济评价目标和社会评价目标三个方面的内容。（√）4、凸规划的任何局部最优解就是全局最优解。（√）5、黄金分割法属于一维搜索中的试探法。（√）6、对正则形式的方程组进行一次附加的转轴运算，可以从一个基本解转换到另一个基本解，从而把基本变量与非基本变量进行交换。（√）7、坐标轮换法属于无约束优化方法中的直接法。（√）8、变尺度法的基本思想是：通过放大或缩小各个坐标的尺度，把函数的偏心程度降到最低限度。（√）9、惩罚函数法中障碍项的作用是当迭代点在可行域内时，在迭代过程中将阻止迭代点越出可形域。（√）得分得分smlqdcpbadcbamlqp10000cos0sin00100sin0cos10000cossin00sincos000011000010000cossin00sincos重庆交通大学2010-2011学年第一学期课程考核试卷第2页共3页学院专业班级学号学生姓名10、有限元中的单元刚度矩阵为对称矩阵。（√）三、计算题（本大题共3小题，其中1、2题10分，3题15分，总计35分）1、把二次函数化为矩阵向量形式并检验Q是否正定，如正定，试用公式求这个函数的极小点。解：将原函数按矩阵向量形式展开，得（4分）与题中函数比较各项系数为：（2分）对称矩阵Q的三个主子式依次为：（2分）因此矩阵Q是正定的所以，极小点是（2分）2、用库恩—塔克（K-T）条件判断如下不等式约束函数在[10]T点处是否为约束最优点。解：（1）当前点为可行点，因为满足如下约束条件（2分）（2）在起作用约束为g1和g2,因为（1分）（3）各函数的梯度（3分）（4）求拉格朗日乘子（4分）由于拉格朗日乘子均为非负，说明是一个最优点，因为它满足K-T条件。得分222123123121312,,32345fxxxxxxxxxxxx*1XQb2212()(2)minfxxx21122231()10()0()0gxxgxgxxxx(1)[10]Tx(1)1(1)2(1)3()0()0()10gggxxx(1)[10]Tx(1)3()0gx1211202(2)2()02xxxfxx20()1gx(1)[10]Tx重庆交通大学2010-2011学年第一学期课程考核试卷第3页共3页学院专业班级学号学生姓名3、试用黄金分割法求函数的极小点。搜索区间为-3≤a≤5，迭代5次，并将每次的计算过程填入下表。每步迭代过程2.5分（最后一步的迭代包括结论共2.5分）四、论述题（本大题共2小题，每小题15分，总计30分）1、试论述现代设计方法的基本特点。答：1）程式性：研究设计的全过程，要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到试验、试制进行全面考虑，按步骤有计划地进行设计；（2分）2）创造性：突出人的创造性，发挥集体智慧，力求探寻更多突破性方案，开放创新产品；（2分）3）系统性：强调用系统工程处理技术系统问题，设计时应分析各部分的有机关系，力求使系统整体最优。同时考虑技术系统与外界的联系，即人-机-环境的大系统关系；（2分）4）最优化：设计的目的是得到功能全、性能好、成本低的价值最优的产品，设计中不仅考虑零部件参数、性能的最优，更重要的是争取产品的技术系统整体最优；（3分）5）综合性：现代设计方法是建立在系统工程、创造工程的基础上，综合运用信息论、优化论、相似论、模糊论、可靠性理论等自然科学理论和价值工程、决策论、预测论等社会科学理论，同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子计算机技术，总结设计规律，提供多种解决设计问题的科学途径；（3分）6）计算机化：将计算机全面引入设计，提供设计者和计算机的密切配合，采用先进的设计方法，提高设计质量和速度，计算机不仅用于设计计算和绘图，同时在信息储存、评价决策、动态模拟、人工智能等方面将发挥更大作用。（3分）2、试论述创造性思维的特点和过程。答：创造性思维的特点：1）思维的敏锐性。这主要体现在发现意识上。一个良好的设计者必须善于发现，发现是创造性思维的源泉。（2分）2）思维的独创性。创新不是重复，它必须是与众人、与前人有所不同的观点与看法。（2分）3）思维的多向性。即要着重从几个不同的角度思考问题。（2分）4）思维的跨越性。思维具有跨越性，这是创造性思维往往不同凡响的关键。（2分）5）思维的综合性。即思维体现整体综合品质，主要包括智慧杂交能力和思维统摄能力。（2分）创造性思维的过程1）存储准备阶段。围绕问题搜索信息，使问题和信息在脑细胞及神经网络中留下印记。在这个阶段里，创造主体试图使信息概括化和系统化，形成自己的认识，了解问题的性质，澄清疑难与关键点等，同时开始尝试和寻找解决方案。（2分）2）酝酿加工阶段。在围绕问题进行积极的思索时，大脑不断地进行能量积累，为产生新的信息而运作。这个阶段人脑总体上根据各种感觉、知觉、表象提供的信息，超越动物脑只停留在反映事物的表明现象与外部联系的局限，认识事物的本质。（2分）3）顿悟阶段。人脑有意无意地突然出现某些新的形象、新的思维，使一些长久未能解决的问题在突然之间得以解决。（1分）得分2()2f