1. 研究目的与意义及国内外研究现状

非线性规划这门学科应用十分广泛，它讨论的是决策问题的最佳选择特性，构造并寻求最佳解的计算方法，并研究这些计算方法的理论性质以及它们的实际计算表现。非线性规划，即具有非线性约束条件或者目标函数的数学规划，它是运筹学的一个重要分支。非线性规划在20世纪50年代才开始逐渐发展为一门新兴学科，之后到了70年代得到进一步发展。非线性规划在工程、管理、经济、科研、军事等方面应用广泛，成为了最优设计的重要辅助工具。80年代以来，计算机技术开始快速发展，非线性规划方法不断向前发展，在众多领域取得了丰硕的成果。

随着当今社会的生产经济活动规模的不断扩大，科学技术的不断发展，机构设计的研究进程被不断推动。平面四杆机构是研究机构设计（包括但不限于平面多杆机构、空间多杆机构等机构）的基础，所以对平面四杆机构的研究具有重要的意义。

matlab（matrix laboratory，矩阵实验室）是美国mathworks公司20世纪80年代中期推出的一套高性能函数计算和可视化软件，它集数值分析，矩阵运算，信号处理和图形处理于一体。随着matlab的逐步市场化和功能扩展强化，为科学研究和工程设计以及数值计算的诸多科学领域，提供了用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算机语言和交互式环境的一种比较全面解决方案。matlab中包括了三十几个工具箱，有仿真、优化、统计、样条等，内容十分丰富。利用 matlab的工具箱函数，工程师们能够从繁琐的编程过程中解脱出来，以便集中精力构建数学模型，迅速地验证其构想，完成设计任务，因而 matlab在许多领域获得了广泛的应用。

2. 研究的基本内容

（1） 非线性约束问题数学分析

首先，我们对问题进行仔细的分析，明确我们所要解决的问题。然后，将实际问题抽象为数学模型。再通过设计变量、建立目标函数、生成约束条件等来完成完整的数学分析过程。

（2） 机构运动轨迹的matlab求解及gui可视化界面设计

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

(1) 分析非线性约束下的曲柄摇杆机构运动的整个过程并查阅相关资料；

(2) 学习matlab软件基本知识；

4. 参考文献

[1] 郭仁生. 机械工程设计分析和matlab应用.4版. 北京： 机械工业出版社，2014.

[2] argaez m. and tapza r.a. on the global convergence of a modified augmented lagrangian line search interoir-point newton method for nonlinear programming.journal of optimination,2002,114(1):1-25.

[3] borwein j.m.,and lewis a.s., convex analysis and nonlinear optimization, spring verlag, new york,ny,2000.