本书介绍了优化设计的基本理论、基本方法、工程设计应用和优化程序库的使用方法。全书共分10章，分别介绍了优化设计的基本概念和数学模型建立、优化设计的数学基础、一维优化方法、多维无约束优化方法、线性规划、约束优化方法、多目标优化方法、优化设计的新方法、优化算法软件包的应用和机械与工程优化设计应用实例。书后还附有常用优化方法的C语言程序。本书内容的选择贯彻“少而精”和“理论联系实际”的原则。内容的编排由浅入深，注意逻辑性与系统性，重视工程应用性。本书具有良好的通用性和先进性。本书可作为机械工程类、能源动力机械类及相关专业本、专科学生的教材，也可作为工程技术人员继续教育的培训教材，还可供有关工程技术人员和有关专业青年教师参考。
更多科学出版社服务，请扫码获取。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 优化设计概述 1
1.2 优化设计的数学模型 3
1.2.1 优化设计实例 3
1.2.2 设计变量 5
1.2.3 目标函数 7
1.2.4 约束条件 9
1.2.5 优化设计数学模型的表达式 11
1.3 优化设计的迭代算法 12
1.3.1 优化设计问题的主要类型 12
1.3.2 优化设计的迭代算法 13
1.4 工程优化问题的几何描述 15
习题 17
第2章 优化设计的数学基础 18
2.1 二次型与正定矩阵 18
2.2 函数的方向导数与梯度 20
2.3 函数的泰勒近似展开式和黑塞矩阵 24
2.4 无约束优化问题的极值条件 25
2.5 凸函数与凸规划 27
2.6 约束优化问题的极值条件 30
习题 34
第3章 一维优化方法 35
3.1 搜索区间的确定 36
3.2 黄金分割法 37
3.2.1 黄金分割法的基本原理 37
3.2.2 黄金分割法的计算步骤 39
3.3 二次插值法 42
3.3.1 二次插值法的基本原理 42
3.3.2 二次插值法的计算步骤 44
习题 47
第4章 多维无约束优化方法 48
4.1 坐标轮换法 48
4.2 鲍威尔法(共轭方向法)50
4.2.1 共扼方向及其构成 50
4.2.2 基本鲍威尔法 51
4.2.3 修正鲍威尔法 52
4.3 梯度法 57
4.4 共轭梯度法 58
4.4.1 共扼梯度法的基本原理 58
4.4.2 共扼梯度法的迭代步骤 60
4.5 牛顿法 62
4.6 变尺度法 64
4.6.1 DFP变尺度法 64
4.6.2 BFGS变尺度法 69
习题 70
第5章 线性规划 71
5.1 线性规划的数学模型 71
5.2 线性规划的基本性质 74
5.2.1 线性规划的几何意义 74
5.2.2 线性规划的基本性质 75
5.3 单纯形法 76
5.3.1 单纯形法的基本思想 76
5.3.2 单纯形法的算法及其迭代过程 80
5.3.3 单纯形表 84
习题 87
第6章 约束优化方法 89
6.1 可行方向法 89
6.1.1 可行方向法的基本思想 89
6.1.2 最佳下降可行方向及约束一维搜索 90
6.1.3 可行方向法的迭代步骤 91
6.2 复合形法 93
6.2.1 复合形法的基本思想 93
6.2.2 初始复合形的生成 95
6.2.3 复合形法的迭代计算步骤 95
6.3 惩罚函数法 100
6.3.1 内点法 101
6.3.2 外点法 104
6.3.3 混合法 109
习题 109
第7章 多目标优化方法 111
7.1 统一目标函数法 112
7.2 主要目标法 114
7.3 理想点法 115
7.4 功效系数法 115
习题 118
第8章 优化设计的新方法 119
8.1 工程遗传算法 119
8.1.1 工程遗传算法的基本原理及特点 119
8.1.2 遗传算法的主要步骤与基本流程 123
8.1.3 遗传算法的应用举例 125
8.2 模糊优化设计方法 127
8.2.1 模糊优化设计的基本概念 127
8.2.2 模糊优化设计数学模型的求解方法 132
8.2.3 模糊优化设计的工程应用 134
8.3 可靠性优化设计方法 136
8.3.1 可靠性优化设计模型的基本类型 137
8.3.2 可靠性优化设计问题的求解方法 140
8.3.3 可靠性优化设计的工程应用 141
习题 150
第9章 优化算法软件包的应用 151
9.1 优化算法程序库PC-OPB的应用 151
9.1.1 PC-OPB程序库的总体结构及概况 151
9.1.2 PC-OPB程序库的使用 153
9.2 MATLAB优化工具箱的应用 156
9.2.1 MATLAB简介 156
9.2.2 MATLAB优化工具箱简介 157
9.2.3 运用MATLAB优化工具箱求解工程优化问题的步骤 158
9.3 优化算法C语言程序的应用 161
习题 161
第10章 机械与工程优化设计应用实例 162
10.1 机械与工程优化设计应用策略 162
10.1.1 机械与工程优化设计的一般步骤 162
10.1.2 机械与工程优化设计数学模型的建立 163
10.1.3 数学模型的尺度变换 163
10.1.4 优化方法的选择和收敛精度的确定 164
10.1.5 优化结果的分析 165
10.2 机械与工程优化设计应用实例 165
习题 177
参考文献 178
附录 常用优化方法的C语言程序 179
书单推荐
