優(yōu)化設計應用

第1章優(yōu)化設計的基本概念和數(shù)學模型
1.1優(yōu)化設計概述
1.1.1傳統(tǒng)設計與優(yōu)化設計
1.1.2優(yōu)化設計的發(fā)展概況
1.2設計變量
1.2.1基本參數(shù)
1.2.2設計方案的表示形式
1.2.3設計變量的選取
1.3設計約束
1.3.1設計約束的種類
1.3.2可行區(qū)域與非可行區(qū)域
1.4目標函數(shù)
1.4.1目標函數(shù)的含義
1.4.2單目標和多目標問題
1.5優(yōu)化設計的數(shù)學模型
1.6優(yōu)化設計數(shù)學模型的建立
1.6.1優(yōu)化設計問題大小的分類
1.6.2優(yōu)化設計建模實際問題舉例
第2章化設計的基本知識和方法
2.1優(yōu)化設計的幾何意義
2.1.1最優(yōu)化問題的幾何描述
2.1.2局部最優(yōu)解和全域最優(yōu)解
2.2多維函數(shù)的方向?qū)?shù).梯度和海賽矩陣
2.2.1函數(shù)的偏導數(shù)
2.2.2函數(shù)的方向?qū)?shù)
2.2.3函數(shù)的梯度
2.2.4函數(shù)的海賽矩陣
2.3無約束目標函數(shù)的極值條件
2.3.1一維函數(shù)的極值條件
2.3.2多維函數(shù)的極值條件
2.4優(yōu)化設計的數(shù)值迭代方法
2.4.1迭代算法的概念
2.4.2優(yōu)化問題的迭代過程
2.4.3優(yōu)化迭代算法的分類
2.4.4迭代點列的收斂條件和終止判別
第3章一維搜索優(yōu)化方法
3.1概述
3.2進退法確定搜索區(qū)間
3.3黃金分割法
3.3.1基本原理
3.3.2區(qū)間收縮率的確定
3.3.3迭代過程和算法框圖
3.4二次插值法
3.4.1二次插值法的基本思想
3.4.2迭代過程和算法框圖
第4章多維搜索優(yōu)化方法
4.1共軛方向法
4.1.1坐標輪換法的基本思想
4.1.2共軛方向的概念
4.1.3共軛方向的構成
4.1.4迭代過程和算法框圖
4.2鮑威爾法
4.2.1共軛方向法的缺陷
4.2.2鮑威爾（Powell）對共軛方向法的改進
4.2.3迭代過程與算法框圖
4.3梯度法
4.3.1梯度法的基本思想
4.3.2迭代過程和算法框圖
4.3.3梯度法的特點
4.4共軛梯度法
4.4.1共軛梯度法的基本思想
4.4.2迭代過程和算法框圖
第5章約束優(yōu)化方法
5.1隨機方向法
5.1.1約束坐標輪換法的基本思路
5.1.2隨機方向法的基本原理
5.1.3隨機數(shù)的產(chǎn)生
5.1.4初始點的選擇
5.1.5隨機搜索方向的產(chǎn)生
5.1.6迭代過程和算法框圖
5.2復合形法
5.2.1復合形法的基本原理
5.2.2初始復合形的產(chǎn)生
5.2.3迭代過程和算法框圖
5.3懲罰函數(shù)法
5.3.1懲罰函數(shù)法的基本原理
5.3.2外點懲罰函數(shù)法
5.3.3內(nèi)點懲罰函數(shù)法
5.3.4混合懲罰函數(shù)法
第6章多目標優(yōu)化和離散變量優(yōu)化概述
6.1多目標優(yōu)化方法
6.1.1多目標優(yōu)化設計的數(shù)學模型
6.1.2多目標優(yōu)化問題解的特性
6.1.3線性加權法
6.1.4規(guī)格化加權法
6.1.5功效系數(shù)法（幾何平均法）
6.1.6乘除法
6.1.7主要目標函數(shù)法
6.2離散變量優(yōu)化方法
6.2.1離散變量優(yōu)化問題的基本概念
6.2.2離散變量優(yōu)化問題的湊整解法
6.2.3離散變量優(yōu)化問題的網(wǎng)格解法
第7章優(yōu)化設計應用實例
7.1機械優(yōu)化設計概述
7.1.1建立優(yōu)化設計的數(shù)學模型
7.1.2選擇優(yōu)化方法和分析計算結果
7.2連桿機構優(yōu)化設計
7.3滾子鏈傳動優(yōu)化設計
7.4蝸桿傳動優(yōu)化設計
7.4.1目標函數(shù)和設計變量
7.4.2約束條件
7.5機床主軸結構優(yōu)化設計
7.5.1設計變量和目標函數(shù)
7.5.2約束條件
7.6無心磨削工藝參數(shù)優(yōu)化
7.7螺栓組聯(lián)接優(yōu)化設計
7.8彈簧結構參數(shù)多目標優(yōu)化
第8章基于工程軟件的優(yōu)化分析
8.1基于Pro/Engineer行為建模的結構參數(shù)優(yōu)化
8.1.1概述
8.1.2分析特征
8.1.3靈敏度分析
8.1.4可行性分析與最優(yōu)化分析
8.1.5多重目標設計研究
8.2基于MATLAB優(yōu)化工具箱的優(yōu)化計算
8.2.1MATLAB的主要特點
8.2.2MATLAB的基本知識
8.2.3圖形處理的基本方法
8.2.4MATLAB優(yōu)化工具箱的常用函數(shù)
附錄A習題
附錄B常用優(yōu)化方法參考程序
參考文獻