基于MATLAB和Pro/ENGINEER的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　《基于MATLAB和Pro/Engineer的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》介紹了優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論、常用方法和優(yōu)化工程軟件應(yīng)用方法。全書在基本優(yōu)化理論闡述的基礎(chǔ)上，著重于各種優(yōu)化算法的MATLAB的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)通過(guò)大量的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例的建模、求解過(guò)程的分析，力求使讀者掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的MATLAB編程方法和Pro/Engineer優(yōu)化分析方法。本書內(nèi)容選擇上注重工程實(shí)用性和操作可行性，以達(dá)到提高讀者分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。　　《基于MATLAB和Pro/Engineer的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》可作為高等院校機(jī)械工程及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生教材，也可作為工程技術(shù)人員進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的參考書，同時(shí)也可用作MATLAB和Pro/Engineer愛好者的入門參考書。

書籍目錄

緒論 第1章 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 1.1.1 設(shè)計(jì)變量 1.1.2 目標(biāo)函數(shù) 1.1.3 約束條件 1.1.4 優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型 1.2 最優(yōu)化問(wèn)題的幾何解釋 習(xí)題 第2章 優(yōu)化設(shè)計(jì)MATLAB軟件基礎(chǔ)  2.1 MATLAB特點(diǎn) 2.2 MATLAB系統(tǒng)介紹 2.2.1 MATLAB啟動(dòng)和退出 2.2.2 MATLAB工作界面 2.2.3 Command Window中常用指令 2.2.4 M文件編輯器 2.3 MATIAB計(jì)算基礎(chǔ) 2.3.1 MATIAB中的變量 2.3.2 運(yùn)算符和表達(dá)式 2.3.3 數(shù)組 2.4 MATIAB繪圖基礎(chǔ) 2.4.1 二維圖形的繪制 2.4.2 多重子圖窗口的建立 2.4.3 三維圖形的指令 2.5 MATLAB程序基礎(chǔ) 2.5.1 M文件類型 2.5.2 M程序基本控制流 2.5.3 MATLAB中標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的含義 2.6 MATLAB優(yōu)化工具箱基礎(chǔ) 習(xí)題 第3章 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 3.1 多元函數(shù)的方向?qū)?shù)、梯度和海賽矩陣 3.1.1 函數(shù)的方向?qū)?shù) 3.1.2 函數(shù)的梯度 3.1.3 函數(shù)的海賽矩陣 3.1.4 函數(shù)梯度以及海賽矩陣的M文件 3.2 多元函數(shù)的泰勒展開式 3.2.1 函數(shù)的泰勒展開式 3.2.2 函數(shù)泰勒展開式的M文件 3.3 優(yōu)化問(wèn)題的極值條件 3.3.1 無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的極值條件 3.3.2 有約束優(yōu)化問(wèn)題的極值條件 3.4 優(yōu)化問(wèn)題的迭代算法及收斂條件 3.4.1 優(yōu)化問(wèn)題的迭代算法 3.4.2 優(yōu)化問(wèn)題的收斂條件 習(xí)題 第4章 一維搜索方法 4.1 加速步長(zhǎng)法 4.1.1 加速步長(zhǎng)法原理 4.1.2 加速步長(zhǎng)法流程 4.1.3 加速步長(zhǎng)法MATLAB程序 4.2 區(qū)間消去原理 4.3 黃金分割法 4.3.1 黃金分割法原理 4.3.2 黃金分割法流程 4.4 二次插值法 4.4.1 二次插值法基本原理 4.4.2 二次插值法流程 4.5 一維優(yōu)化問(wèn)題的MATLAB解法 習(xí)題 第5章 多維搜索無(wú)約束優(yōu)化方法 5.1 梯度法 5.1.1 梯度法原理 5.1.2 梯度法流程 5.1.3 有關(guān)梯度法的討論 5.2 牛頓法 5.2.1 牛頓法原理 5.2.2 牛頓法流程 5.2.3 阻尼牛頓法 5.3 共軛梯度法 5.3.1 共軛梯度法原理 5.3.2 共軛梯度法流程 5.4 變尺度法 5.4.1 變尺度法原理 5.4.2 變尺度法流程 5.5 坐標(biāo)輪換法 5.6 鮑威爾法 5.6.1 鮑威爾法基本原理 5.6.2 鮑威爾法流程 5.7 單純形法 5.7.1 單純形法原理 5.7.2 單純形法流程 5.8 無(wú)約束非線性規(guī)劃MATLAB解法 5.8.1 fminunc函數(shù) 5.8.2 fminsearch函數(shù) 習(xí)題 第6章 多維搜索約束優(yōu)化方法  6.1 概述 6.2 隨機(jī)方向法 6.2.1 隨機(jī)方向法基本原理 6. 2. 2隨機(jī)方向法幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 6.2.3 隨機(jī)方向法流程 6.3 復(fù)合形法 6.3.1 復(fù)合形法基本原理 6.3.2 復(fù)合形法中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 6.3.3 復(fù)合形法流程 6.4 懲罰函數(shù)法 6.4.1 外點(diǎn)懲罰函數(shù)法 6.4.2 內(nèi)點(diǎn)懲罰函數(shù)法 6.4.3 混合懲罰函數(shù)法 6.5 約束優(yōu)化問(wèn)題MATIAB解法 6.5.1 fmincon函數(shù) 6.5.2 linprog函數(shù) 6.5.3 quadprog函數(shù) 習(xí)題 第7章 多目標(biāo)和離散變量?jī)?yōu)化方法 *7.1 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題 7.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法 7.2.1 線性加權(quán)法 7.2.2 理想點(diǎn)法 7.2.3 分目標(biāo)乘除法 7.2.4 功效系數(shù)法 7.2.5 主要目標(biāo)法 7.3 離散變量?jī)?yōu)化方法 7.3.1 整型化解法 7.3.2 離散變量固定，連續(xù)變量?jī)?yōu)化法 7.3.3 離散懲罰函數(shù)法 7.4 多目標(biāo)優(yōu)化MATLAB解法 7.4.1 fminimax函數(shù) 7.4.2 fgoalattain函數(shù) 習(xí)題 第8章 Pro/ENGINEER軟件基礎(chǔ)及優(yōu)化分析 8.1 Pro/ENGINEER軟件簡(jiǎn)介 8.2 Pro/ENGINEER的設(shè)計(jì)環(huán)境 8.3 Pro/ENGINEER參數(shù)化建模 8.3.1 參數(shù)化建模的基本思想 8.3.2 參數(shù)化建模的基本步驟 8.3.3 Pro/ENGINEER的模型關(guān)系 8.4 Pro/ENGINEER的分析特征 8.5 Pro/ENGINEER的敏感度分析 8.6 Pro/ENGINEER的可行性和最優(yōu)化分析 8.7 Pro/ENGINEER的多目標(biāo)優(yōu)化分析 習(xí)題 …… 第9章 工程機(jī)械優(yōu)化實(shí)例分析 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   傳統(tǒng)的CAD繪圖技術(shù)都有固定的尺寸值定義幾何元素。輸入每一條線都有確定的長(zhǎng)度、角度和位置，要想修改繪圖內(nèi)容，只有刪除所有線條后重新繪制。這種CAD系統(tǒng)存在的問(wèn)題是使設(shè)計(jì)人員把許多精力放在確定一些瑣碎的細(xì)部尺寸及對(duì)這些尺寸的修改上，這樣的系統(tǒng)不利于設(shè)計(jì)人員考慮和表達(dá)自己的思想。 參數(shù)化概念的引入代表了設(shè)計(jì)思想上的一次變革，參數(shù)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)主要發(fā)展方向。參數(shù)化技術(shù)就是在保持給定的約束條件和幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的前提下，按用戶給定的參數(shù)值刷新模型。 機(jī)械產(chǎn)品是由許多機(jī)械零件組裝到一起形成的，機(jī)械零件大多都是復(fù)雜的三維模型。但無(wú)論其結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，都是由最基本的三維模型組合在一起的。一般來(lái)說(shuō)，基本的三維模型是指有一定長(zhǎng)、寬、高的三維幾何體，它們是由三維空間的幾個(gè)面拼成的實(shí)體模型。面由線構(gòu)成，而線由點(diǎn)構(gòu)成。這里的點(diǎn)、線、面、體等幾何元素都是三維的，需要由三維坐標(biāo)系中的X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)來(lái)定義。

編輯推薦

《普通高等院校"十二五"規(guī)劃教材:基于MATLAB和Pro/ENGINEER的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》為便于讀者加深理解和鞏固所學(xué)內(nèi)容，每章后附有習(xí)題，習(xí)題盡量貼近機(jī)械領(lǐng)域，提高讀者的實(shí)際應(yīng)用能力。全書注重優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)用性和技術(shù)應(yīng)用性，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和理念。

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