Hilfe bei Optimierungsaufgabe benötigt

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Verfasst am: 27.01.2010, 16:19 Titel: Hilfe bei Optimierungsaufgabe benötigt

Hi, bin ein wenig am Verzweifeln.
Versuche gerade eine Methode weiterzuentwickeln, und stoße an meine Grenzen.
Es geht darum, minimale Produktionskosten einer Maschine zu berechnen.
Nach Eingabe einiger Werte, soll anhand von Formeln, die bereits stehen, die dafür optimalen Werte zweier Variablen (Schnittgeschwindigkeit und Vorschub) bestimmt werden.

Nun unterliegt diese Minimierungsaufgabe einiger Nebenbedingungen. Zwei davon (zulässige Motorpower und Oberflächenbeschaffenheit) hat das Programm angenommen.

Ich hatte versucht noch zwei weitere Nebenbedingungen (Drehzahlbeschränkung und Schnittkraftbeschränkung) nachträglich in den Algorithmus einzufügen.
Aus einem für mich unverständlichen Grund funktioniert das nicht und meine Werte sind dementsprechend wenig realistisch.

Hier der Code, welcher in vier separaten Arbeitsbereichen angelegt ist, um das Ganze nicht zu unübersichtlich zu gestalten, lasse ich Arbeitsbereich drei weg, da dieser identisch mit dem zweiten ist, nur für einen anderen Fall:

Code:

%Optimierungsfenster

clc
clear all

global fixed_cost C2 C3 X1 C5 C6 C4 X2 X3 C Cp C7;

d=input('Diameter of cutter: ');
arad=input('Radial Depth of Cut: '); % arad=4;
a=input('Axial Depth of Cut: '); % a=4;
K=input('Length to be travelled: ');

z=4; % z=input('Teeth of cutter: ');

ct=49.5; % ct=input('Tooling cost for selected tool: ');

Pm=10; % Pm=input('Motor power: ');

cut_mat=2; % cut_mat=input('1 for Carbide/2 for HSS/3 for Ceramics: ');

op_typ=1; % op_typ=input('1 for Face milling/2 for Plain and end milling: ');

if op_typ==1
Ea=input('Entry/lead angle: ');
elseif op_typ==2
Ea=0;
else
disp ('unknown');
end
entrance_angle=Ea*(pi/180);

Ca=5; % Ca=input('Clearance angle: ');

clearance_angle=Ca*(pi/180);

Raat=2; % Raat=input('surface roughness: ');

V=100; % V=input('Starting value of velocity(mm/min): ');

f=0.05; % f=input('Starting value of feedrate(mm/tooth): ');

C=837; % C=input('Constant for cutting speed equation from table according to workpiece material: ');

p=1; % p=input('Number of machining setups: ');

q=3; % q=input('Number of machining operations: ');

% machine tool and overhead cost in EUR
c0=0.42; % c0=input('machine and overhead cost: ');

% labor cost
c1=0.075; % c1=input('labor cost: ')

ts=2;
ttc=0.5;
Kp=0.68;
E=0.9;

fixed_cost=p*((c0+c1)*ts)+q*((c0+c1)*ttc);

C2=(((c0+c1)*pi*d*K)/(1000*z));

if op_typ==1
Q=(1/pi)*asin(arad/d);
elseif op_typ==2
Q=(1/4)+((1/(2*pi))*asin(((2*arad)/d)-1));
elseif op_typ==3
disp ('Error in input');
end

g=0.14;
w=0.28;
W=1.3;

% if cut_mat==1
% n=0.275;
% elseif cut_mat==2
% n=0.125;
% elseif cut_mat==3
% n=0.6;
% else
% disp('Unknown Cutter');
% end
n=0.15;

X1=(1/n)-1;
X2=((w+g)/n)-1;
X3=-(1/n);

C3=(ct)*((pi*d*K*Q*(5^(g/n))*C^X3)/(60000*z*(a^((g-w)/n))));

C4=((Kp*a*arad*z*W)/(60*pi*d*E*Pm));

if op_typ==1
C6=318/(((tan(entrance_angle)+cot(clearance_angle))*Raat));
else
C5=(79.5/(d*Raat));
end

C7=(1000/(pi*d*8000));

x0=[V; f];
A=[];
b=[];
Aeq=[];
beq=[];
lb=[0 0];
ub=[Inf Inf];
options=optimset('MaxFunEvals',50000,'MaxIter',5000,'Display','iter');
if op_typ==1
[x, machining_cost_for_operation]=fmincon(@fun1,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,@nonlcon1,options)
else
[x, machining_cost_for_operation]=fmincon(@fun1,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,@nonlcon2,options)
end

machining_time=C2/((c0+c1)*x(1)*x(2))
% suggested_value_for_velocity=x(1)
% suggested_value_for_feedrate=x(2)
power_required_for_operation=C4*Pm*x(1)*x(2)*Cp
% end_milling_constraint=C5*Raat*x(2)^2
% face_milling_constraint=C6*Raat*x(2)
first_section = C2*(x(1)^(-1))*(x(2)^(-1))
second_section=C3*(x(1)^X1)*(x(2)^X2)
revolution_per_minute=x(1)*1000/(pi*d)