%% 天线桁架优化主函数（ANSYS调用修复版）
function [x_opt, fval, optimHistory] = truss_optimization()
% 1. 基础配置（重点修正ANSYS路径）
config = struct();
% 设计变量配置
config.DesignVars = {'a1', 'a2', 'a3', 'a4', 'a5', 'a6', 'a7'};
config.x0 = ones(1, 7);
config.lb = 0.5 * ones(1, 7);
config.ub = 2.0 * ones(1, 7);
% 关键：修正ANSYS路径（必须是求解器路径，无多余符号）
config.AnsysExe = 'C:\Program Files\ANSYS Inc\v241\ANSYS\bin\winx64\launcher.exe'; % 去掉外层双引号，后续统一处理
config.StressLimit = 156.67e6;
config.DispLimit = 0.0001;
config.MaxRetry = 3;
config.Timeout = 600;
% 路径配置（确保无中文/特殊字符）
mainDir = fileparts(mfilename('fullpath'));
config.WorkDir = fullfile(mainDir, 'ANSYS_Work');
config.TemplateDir = fullfile(mainDir, 'APDL_Templates');
config.ApdlTemplate = fullfile(config.TemplateDir, 'optim_template.apdl.txt');
config.ResultFile = fullfile(config.WorkDir, 'results.txt');
config.AnsysLog = fullfile(config.WorkDir, 'ANSYS_Run.log');
config.OptLog = fullfile(config.WorkDir, 'Optimization_History.csv');
config.ReportFile = fullfile(mainDir, 'Optimization_Result_Report.txt');
% 2. 前置初始化与校验
try
% 2.1 创建目录（无中文路径）
if ~exist(config.WorkDir, 'dir')
mkdir(config.WorkDir);
fprintf('✅ 创建工作目录：%s\n', config.WorkDir);
end
if ~exist(config.TemplateDir, 'dir')
mkdir(config.TemplateDir);
fprintf('✅ 创建模板目录：%s\n', config.TemplateDir);
end
% 2.2 校验APDL模板
if ~isfile(config.ApdlTemplate)
error('APDL模板缺失！请放入：%s', config.ApdlTemplate);
end
fprintf('✅ 找到APDL模板：%s\n', config.ApdlTemplate);
% 2.3 校验ANSYS路径（关键！）
if ~isfile(config.AnsysExe)
error('ANSYS求解器不存在！路径：%s\n请确认安装路径', config.AnsysExe);
end
fprintf('✅ 找到ANSYS求解器：%s\n', config.AnsysExe);
% 2.4 初始化优化日志
fid = fopen(config.OptLog, 'w');
fprintf(fid, '迭代次数,质量(kg),a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,关键点1Z位移(m),关键点2Z位移(m),关键点3Z位移(m),最大应力(Pa)\n');
fclose(fid);
catch ME
error('初始化失败：%s', ME.message);
end
% 3. 初始点验证（优先解决此步）
fprintf('\n=== 初始点验证 ===\n');
[initMass, initC, initRes, initSucc] = eval_design(config.x0, config);
if ~initSucc
error('初始点计算失败！请先解决ANSYS调用问题（查看日志：%s）', config.AnsysLog);
end
fprintf('✅ 初始点验证通过：质量=%.4f kg，最大应力=%.2f MPa\n', initMass, initRes.maxStress/1e6);
% 4. 优化算法配置
options = optimoptions('fmincon', ...
'Display', 'iter', ...
'Algorithm', 'sqp', ...
'MaxIterations', 50, ...
'ConstraintTolerance', 1e-6, ...
'PlotFcn', @optimplotfval);
% 5. 执行优化
fprintf('\n=== 启动优化 ===\n');
[x_opt, fval, exitflag, output] = fmincon(...
@(x) obj_fun(x, config), ...
config.x0, [], [], [], [], ...
config.lb, config.ub, [], options);
% 6. 结果输出
[optMass, optC, optRes, optSucc] = eval_design(x_opt, config);
generate_report(config, x_opt, initMass, initRes, optMass, optRes, exitflag, output);
optimHistory = readtable(config.OptLog);
fprintf('\n=== 优化完成 ===\n');
fprintf('最优设计变量：a1=%.4f,a2=%.4f,a3=%.4f,a4=%.4f,a5=%.4f,a6=%.4f,a7=%.4f\n', x_opt);
fprintf('最小质量：%.4f kg（优化率：%.2f%%）\n', optMass, (initMass-optMass)/initMass*100);
end
% -------------------------- 核心辅助函数：评估设计点（修复ANSYS调用） --------------------------
function [mass, c, res, success] = eval_design(x, config)
success = false;
mass = inf;
c = [inf; inf];
res = struct('maxStress', 0, 'uz1', 0, 'uz2', 0, 'uz3', 0, 'gravity', 0);
try
% 1. 生成临时APDL（无特殊字符）
tempApdl = fullfile(config.WorkDir, sprintf('Temp_APDL_%s.apdl', datestr(now, 'HHMMSSFFF')));
fid = fopen(config.ApdlTemplate, 'r');
apdl = fread(fid, '*char')';
fclose(fid);
% 替换a1-a7
for i = 1:7
apdl = regexprep(apdl, sprintf('a%d=1', i), sprintf('a%d=%.6f', i, x(i)));
end
fwrite(fopen(tempApdl, 'w'), apdl);
% 2. 调用ANSYS（去掉-noshell，改用兼容格式）
ansysCmd = sprintf('"%s" -b -i "%s" -o "%s"', ...
config.AnsysExe, tempApdl, config.AnsysLog);
% 直接执行命令（兼容所有MATLAB版本）
[runStatus, cmdOut] = system(ansysCmd, config.Timeout);
if runStatus ~= 0
error('ANSYS执行失败：状态码=%d，输出=%s', runStatus, cmdOut);
end
% 3. 读取结果
if ~isfile(config.ResultFile)
error('ANSYS未生成结果文件：%s', config.ResultFile);
end
data = load(config.ResultFile);
res.maxStress = data(1,1);
res.gravity = data(1,3);
res.uz1 = data(1,4);
res.uz2 = data(1,5);
res.uz3 = data(1,6);
% 4. 计算目标函数与约束
mass = res.gravity / 9.81;
dispRMS = sqrt((res.uz1^2 + res.uz2^2 + res.uz3^2)/3);
c(1) = res.maxStress - config.StressLimit;
c(2) = dispRMS - config.DispLimit;
success = true;
delete(tempApdl);
catch ME
fprintf(2, '❌ 设计点失败：%s\n', ME.message);
fprintf(2, '设计点：a1-a7=[%.4f,%.4f,%.4f,%.4f,%.4f,%.4f,%.4f]\n', x);
end
end
% -------------------------- 其他辅助函数（保持稳定） --------------------------
function [f, c, ceq] = obj_fun(x, config)
ceq = [];
[f, c, ~, success] = eval_design(x, config);
if ~success
f = inf;
c = [1e9; 1e9];
end
% 记录日志
fid = fopen(config.OptLog, 'a');
fprintf(fid, '%d,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6f,%.6e\n', ...
optimoptions('fmincon').MaxIterations, f, x(1), x(2), x(3), x(4), x(5), x(6), x(7), ...
res.uz1, res.uz2, res.uz3, res.maxStress);
fclose(fid);
end
function generate_report(config, x_opt, initMass, initRes, optMass, optRes, exitflag, output)
fid = fopen(config.ReportFile, 'w');
fprintf(fid, '天线桁架优化报告\n生成时间：%s\n', datestr(now));
fprintf(fid, '1. 设计变量优化：\n');
for i = 1:7
fprintf(fid, ' a%d：%.4f→%.4f（变化率：%.2f%%）\n', ...
i, 1, x_opt(i), (x_opt(i)-1)/1*100);
end
fprintf(fid, '2. 性能对比：\n');
fprintf(fid, ' 质量：%.4f→%.4f（优化率：%.2f%%）\n', ...
initMass, optMass, (initMass-optMass)/initMass*100);
fprintf(fid, ' 最大应力：%.2f→%.2f MPa\n', initRes.maxStress/1e6, optRes.maxStress/1e6);
fclose(fid);
fprintf('✅ 报告生成：%s\n', config.ReportFile);
end ❌ 设计点失败：Environment variable names must be nonmissing scalar strings or character row vectors.
设计点：a1-a7=[1.0000,1.0000,1.0000,1.0000,1.0000,1.0000,1.0000]
目前报出错误使用 run_optim
初始点计算失败！请先解决ANSYS调用问题（查看日志：C:\Users\lsj\matlabwj\ANSYS_Work\ANSYS_Run.log），帮我调整下matlab代码解决此问题
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博客介绍了在Matlab中输出变量值的方法，即使用fprintf函数，具体格式为fprintf(\%d…\ variable)。
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