设计变量英文解释翻译、设计变量的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 design variable

分词翻译：

设计的英语翻译：

design; devise; contrive; project; engineer; frame; plan; programming; scheme
【化】 design
【医】 project
【经】 projection

变量的英语翻译：

variable
【计】 V; variable
【化】 variable
【医】 variance

专业解析

在工程优化与系统设计中，“设计变量”（Design Variables）是决定系统结构、性能或行为的关键可调整参数。其核心含义及特征如下：

一、基本定义

设计变量（Design Variables）指在优化问题中，由设计者主动选择并调整的独立参数，其取值直接影响最终设计方案的质量与目标函数结果。与之相对的是“固定参数”（如材料常数、环境约束等不可控因素）。例如，在机械零件设计中，零件的几何尺寸（如长度、厚度）或材料属性（如密度、弹性模量）常被设为设计变量。

二、数学特征与分类

类型
- 连续变量：可在实数范围内任意取值（如零件尺寸、温度范围）。
- 离散变量：仅能取有限数值（如齿轮齿数、标准材料型号）。
维度
设计空间由所有变量构成，$n$ 个变量对应 $n$ 维空间，最优解在此空间中搜索。数学表达为：

$$ begin{align}

text{最小化}& quad f(mathbf{x})

text{约束条件} & quad g_i(mathbf{x}) leq 0,quad i=1,2,ldots,m

& quad h_j(mathbf{x}) = 0,quad j=1,2,ldots,p

end{align}

$$

其中 $mathbf{x} = [x_1, x_2, ldots, x_n]$ 为设计变量向量。

三、实际应用案例

在汽车悬架系统设计中，设计变量可能包括：

弹簧刚度系数（$k$）
减震器阻尼系数（$c$）
控制臂安装角度（$theta$）
通过调整这些变量，可优化车辆的舒适性与操控性，体现设计变量对系统性能的直接调控作用。

参考资料

Arora, J. S. Introduction to Optimum Design. Academic Press.
NIST Engineering Statistics Handbook: "Design Variables and Parameters".
MIT OpenCourseWare: Systems Optimization Lecture Notes.

网络扩展解释

“设计变量”是优化设计或工程系统中的核心概念，指在问题求解过程中可以被调整以优化目标函数的参数。以下是详细解释：

1. 定义与作用

设计变量是数学模型中的独立变量，代表设计者可以控制的参数。它们直接影响系统的性能指标（如成本、效率、强度等），通过调整这些变量寻找最优解。例如：

机械零件设计中，尺寸（长度、厚度）、材料属性（密度、弹性模量）是常见设计变量；
建筑设计中，结构支撑点的位置、材料用量可能作为设计变量。

2. 分类

连续变量：可在范围内任意取值（如长度、温度）；
离散变量：仅取特定值（如标准零件型号、材料类型）；
混合类型：同时包含连续和离散变量。

3. 约束条件

设计变量通常受限于物理或实际条件：

边界约束：如厚度必须满足 $0.5 leq t leq 2.0$（单位：cm）；
性能约束：如最大应力不超过材料屈服强度 $sigma leq sigma_y$。

4. 应用场景

结构优化：飞机机翼形状参数（翼展、后掠角）的调整；
工业设计：汽车车身设计中空气动力学相关的曲面曲率；
控制系统：PID控制器中的比例、积分、微分系数。

5. 与相关概念的区别

状态变量：反映系统当前状态的量（如温度、压力），由设计变量和外部条件共同决定；
目标函数：需要优化的指标（如总重量最小化），其值取决于设计变量的组合。

合理选择设计变量是优化问题的关键步骤，变量过多会增加计算复杂度，过少则可能无法找到最优解。实际应用中常通过敏感性分析筛选重要变量。