優(yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱

內(nèi)容概要

　　《優(yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱》基于山東省研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“優(yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱”中的主要內(nèi)容?！秲?yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱》把傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論融于MATLAB軟件中，通過將最優(yōu)化技術(shù)理論與MATLAB優(yōu)化工具箱或MATLAB編程相結(jié)合，既大大簡(jiǎn)化了優(yōu)化設(shè)計(jì)理論解題過程中繁瑣的高級(jí)語言編程工作，又能節(jié)省程序調(diào)試時(shí)間，還可以借助于MATLAB軟件的強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力和卓越的數(shù)據(jù)可視化能力，將優(yōu)化設(shè)計(jì)的迭代過程形象化地用圖表形式表示出來，有利于更深入地了解和掌握各種優(yōu)化方法的原理及工程應(yīng)用。《優(yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱》主要內(nèi)容有：優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與MATLAB優(yōu)化工具箱概述，優(yōu)化設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，一維搜索方法，無約束優(yōu)化方法，約束優(yōu)化方法，線性規(guī)劃，多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化方法，現(xiàn)代優(yōu)化方法及上述各種方法中在MATLAB軟件中的實(shí)現(xiàn)。《優(yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱》可作為機(jī)械類研究生和高年級(jí)本科生教材，也可供廣大工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與MATLAB概述11.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)問題實(shí)例11.2 設(shè)計(jì)變量21.3 約束條件31.4 目標(biāo)函數(shù)51.5 MATLAB簡(jiǎn)介7第2章 優(yōu)化設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與MATLAB實(shí)現(xiàn)162.1 函數(shù)的方向?qū)?shù)和梯度162.2 多元函數(shù)的泰勒展開式202.3 二次型函數(shù)232.4 無約束問題的極值條件262.5 函數(shù)的凸性302.6 約束優(yōu)化問題的極值條件342.7 優(yōu)化設(shè)計(jì)的迭代法和終止準(zhǔn)則44第3章 一維搜索方法與MATLAB實(shí)現(xiàn)473.1 一維搜索方法概述473.2 搜索區(qū)間的確定483.3 黃金分割法503.4 二次插值法543.5 牛頓法593.6 一維優(yōu)化問題MATLAB工具箱中的基本函數(shù)61第4章 無約束優(yōu)化方法與MATLAB實(shí)現(xiàn)644.1 無約束優(yōu)化方法概述644.2 坐標(biāo)輪換法664.3 梯度法694.4 牛頓法734.5 共軛方向法784.6 單純形法834.7 Powell法884.8 變尺度法974.9 無約束優(yōu)化問題MATLAB工具箱中的基本函數(shù)103第5章 約束優(yōu)化方法與MATLAB實(shí)現(xiàn)1065.1 概述1065.2 隨機(jī)方向法1075.3 復(fù)合形法1095.4 可行方向法1175.5 懲罰函數(shù)法1315.6 有約束優(yōu)化問題MATLAB工具箱中的基本函數(shù)141第6章 線性規(guī)劃與MATLAB實(shí)現(xiàn)1456.1 線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形式與基本性質(zhì)1456.2 單純形法的基本原理1506.3 初始基本解與兩相法1596.4 線性規(guī)劃問題的MATLAB實(shí)現(xiàn)1616.5 線性規(guī)劃問題MATLAB工具箱中的基本函數(shù)163第7章 多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化方法與MATLAB實(shí)現(xiàn)1667.1 概述1667.2 統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)法1667.3 主要目標(biāo)法1697.4 協(xié)調(diào)曲線法1707.5 多目標(biāo)優(yōu)化舉例及MATLAB實(shí)現(xiàn)171第8章 現(xiàn)代優(yōu)化方法與MATLAB實(shí)現(xiàn)1738.1 遺傳算法1738.2 模擬退火算法181第9章 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例1879.1 威布爾分布參數(shù)優(yōu)化估計(jì)1879.2 彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)194參考文獻(xiàn)201

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：優(yōu)化設(shè)計(jì)（OptimalDesign）是現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法是把數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與計(jì)算方法應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，按照預(yù)定的目標(biāo)，借助于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的有關(guān)參數(shù)，從而獲得最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。優(yōu)化設(shè)計(jì)反映出人們對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)律這一客觀世界認(rèn)識(shí)的深化。設(shè)計(jì)上的“最優(yōu)值”是指一定條件影響下所能得到的最佳設(shè)計(jì)值。最優(yōu)值是一個(gè)相對(duì)的概念，在大多數(shù)的情況下，可以用最大值或最小值來表示。概括起來，優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作包括以下兩部分內(nèi)容：1）將實(shí)際的設(shè)計(jì)問題的物理模型抽象為數(shù)學(xué)模型（用數(shù)學(xué)公式表示出來）。建立數(shù)學(xué)模型時(shí)要選取設(shè)計(jì)變量，列出目標(biāo)函數(shù)，給出約束條件。目標(biāo)函數(shù)是設(shè)計(jì)問題所需求的最優(yōu)指標(biāo)與設(shè)計(jì)變量之間的函數(shù)關(guān)系式。2）選取適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法，求解數(shù)學(xué)模型。也歸結(jié)為在給定的條件（約束條件）下，求目標(biāo)函數(shù)的極值或最優(yōu)值問題。MATLB是由美國(guó)Mathworks公司開發(fā)集科學(xué)計(jì)算和程序設(shè)計(jì)為一體的工程軟件，具有非常強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力，特別是所附帶的數(shù)十種面向不同領(lǐng)域的工具箱，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于數(shù)值分析、信號(hào)與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通信仿真、工程優(yōu)化、數(shù)學(xué)建模和統(tǒng)計(jì)分析等領(lǐng)域，是工科大學(xué)生和研究生必須掌握的基本工具。利用MATLAB編程可以很方便地處理矩陣變換及運(yùn)算、多項(xiàng)式運(yùn)算、微積分運(yùn)算、線性與非線性方程求解、常微分方程求解、偏微分方程求解、插值與擬合等問題，而且還能方便地將計(jì)算結(jié)果用圖形、圖像等來表達(dá)，使得計(jì)算過程更加生動(dòng)、形象，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。MATLAB軟件的出現(xiàn)，為解決各種工程最優(yōu)化問題提供了更新、更豐富的手段、技術(shù)和方法。利用MATIAB求解優(yōu)化問題，系統(tǒng)性強(qiáng)、方式多，一方面可從快捷便利的優(yōu)化工具箱GuI工具以及工具箱函數(shù)入手；另一方面也可采用算法編程的方式入手。

編輯推薦

《優(yōu)化技術(shù)與MATLAB優(yōu)化工具箱》：普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材

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