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机械优化设计

“十一五”国家规划课题研究成果
样章
作者：
李志峰
定价：
27.60元
ISBN：
978-7-04-031192-1
版面字数：
320千字
开本：
16开
全书页数：
267页
装帧形式：
平装
重点项目：
“十一五”国家规划课题研究成果
出版时间：
2011-03-01
读者对象：
高等教育
一级分类：
机械/能源类
二级分类：
机械设计制造及其自动化/机械工程/机械电子工程专业课

本书主要介绍优化设计的基本概念、基本原理和常用优化方法以及机械优化设计应用实例，主要内容包括优化设计的基本概念和数学基础、一维搜索的优化、无约束优化方法、约束优化方法、机械优化设计实例、遗传算法的基本理论和方法、机械模糊优化设计方法与实例，书中还介绍了MATLAB在优化设计中的应用。

本书内容广泛，方法介绍全面，图例丰富，可作为高等学校机械类专业的本科生教材，也可供有关专业的学生、教师及工程技术人员参考。

  • 绪论
    • 0.1 机械优化设计的特点
    • 0.2 机械优化设计发展概况
    • 0.3 本课程的主要内容和目的
  • 第1章 概述
    • 1.1 机械优化设计的含义
    • 1.2 优化设计问题的数学模型
      • 1.2.1 设计变量
      • 1.2.2 目标函数
      • 1.2.3 约束条件
      • 1.2.4 数学模型的一般形式
    • 1.3 优化问题的几何描述
    • 1.4 优化设计问题的基本解法
    • 习题
  • 第2章 优化设计的数学基础
    • 2.1 函数的方向导数与梯度
      • 2.1.1 函数的方向导数
      • 2.1.2 函数的梯度
    • 2.2 函数的泰勒展开式与黑塞矩阵
    • 2.3 二次型与正定矩阵
      • 2.3.1 二次型与实对称矩阵
      • 2.3.2 正定矩阵
    • 2.4 凸集、凸函数与凸规划
      • 2.4.1 凸集
      • 2.4.2 凸函数
      • 2.4.3 凸规划
    • 2.5 无约束优化问题的极值条件
      • 2.5.1 一元函数的极值条件
      • 2.5.2 二元函数的极值条件
      • 2.5.3 多元函数的极值条件
    • 2.6 约束优化问题的极值条件
      • 2.6.1 等式约束优化问题的极值条件
      • 2.6.2 不等式约束优化问题的极值条件
    • 习题
  • 第3章 一维搜索的优化方法
    • 3.1 确定搜索区间的外推法与区间消去法原理
      • 3.1.1 确定搜索区间的外推法
      • 3.1.2 区间消去法原理
      • 3.1.3 一维优化方法分类
    • 3.2 黄金分割法
      • 3.2.1 基本思想
      • 3.2.2 迭代过程和算法框图
    • 3.3 一维搜索的插值方法
      • 3.3.1 牛顿法
      • 3.3.2 二次插值法
    • 习题
  • 第4章 无约束优化方法
    • 4.1 最速下降法
      • 4.1.1 最速下降法的基本原理
      • 4.1.2 最速下降法的迭代过程
    • 4.2 牛顿法
      • 4.2.1 牛顿法的基本原理
      • 4.2.2 阻尼牛顿法的迭代过程
    • 4.3 变尺度法
      • 4.3.1 变尺度法的基本原理
      • 4.3.2 DFP变尺度法的迭代过程
    • 4.4 共轭梯度法
      • 4.4.1 共轭方向
      • 4.4.2 共轭方向的性质
      • 4.4.3 共轭梯度法的基本原理
      • 4.4.4 共轭梯度法的迭代过程
    • 4.5 坐标轮换法
      • 4.5.1 坐标轮换法的基本原理
      • 4.5.2 坐标轮换法的迭代过程
    • 4.6 鲍威尔法
      • 4.6.1 鲍威尔法的基本原理
      • 4.6.2 鲍威尔法的迭代过程
      • 4.6.3 改进的鲍威尔法
      • 4.6.4 改进的鲍威尔法的迭代过程
    • 4.7 单纯形法
      • 4.7.1 单纯形法的基本原理
      • 4.7.2 单纯形法的迭代过程
      • 4.8 无约束优化方法的评价和选择
    • 习题
  • 第5章 约束优化方法
    • 5.1 约束随机方向法
      • 5.1.1 约束随机方向法的基本原理
      • 5.1.2 迭代步骤及程序框图
    • 5.2 复合形法
      • 5.2.1 复合形法的基本原理
      • 5.2.2 初始复合形的产生
      • 5.2.3 终止条件
      • 5.2.4 迭代步骤及程序框图
    • 5.3 可行方向法
      • 5.3.1 可行方向法的搜索策略
      • 5.3.2 产生可行方向的条件
      • 5.3.3 可行方向的产生方法
      • 5.3.4 步长的确定
      • 5.3.5 迭代终止条件
      • 5.3.6 迭代步骤及算法框图
    • 5.4 惩罚函数法
      • 5.4.1 内点惩罚函数法
      • 5.4.2 外点惩罚函数法
      • 5.4.3 混合惩罚函数法
    • 习题
  • 第6章 机械优化设计实例
    • 6.1 机械优化设计的一般步骤
      • 6.1.1 机械优化设计的一般过程
      • 6.1.2 建立数学模型的基本原则
    • 6.2 平面铰链四杆机构再现运动规律的优化设计
    • 6.3 凸轮机构的优化设计
      • 6.3.1 凸轮机构的计算公式
      • 6.3.2 设计实例
    • 6.4 最小体积二级圆柱齿轮减速器的优化设计
  • 第7章 遗传算法简介
    • 7.1 概述
    • 7.2 遗传算法
      • 7.2.1 遗传算法介绍
      • 7.2.2 遗传算法涉及的主要问题
      • 7.2.3 遗传算法的主要步骤
    • 7.3 应用遗传算法进行机械优化设计
    • 7.4 遗传算法在机械工程中的应用前景
    • 习题
  • 第8章 多目标及离散变量优化方法简介
    • 8.1 多目标优化
      • 8.1.1 多目标优化问题
      • 8.1.2 多目标优化方法
    • 8.2 离散变量优化
      • 8.2.1 离散变量优化问题
      • 8.2.2 离散变量优化方法
    • 习题
  • 第9章 机械模糊优化设计方法
    • 9.1 机械模糊优化设计方法概述
      • 9.1.1 模糊性现象与模糊优化方法的产生
      • 9.1.2 模糊优化方法的发展概况
      • 9.1.3 机械工程中的模糊优化设计
    • 9.2 基本概念和运算
      • 9.2.1 模糊概念
      • 9.2.2 模糊集合的基本运算
    • 9.3 模糊优化设计的数学模型
    • 9.4 对称模糊优化设计
      • 9.4.1 对称模糊优化模型的直接解法
      • 9.4.2 对称模糊优化模型的迭代解法
      • 9.4.3 模糊约束清晰目标函数极值问题的求解方法
    • 9.5 非对称模糊优化设计方法
      • 9.5.1 模糊约束下函数的条件极值
      • 9.5.2 非对称模糊优化设计的数学模型
      • 9.5.3 非对称模糊优化模型的水平截集法
      • 9.5.4 非对称模糊优化模型的限界搜索法
    • 9.6 多目标模糊优化设计
      • 9.6.1 多目标普通优化设计问题的模糊解法
      • 9.6.2 多目标模糊优化问题的求解
      • 9.6.3 多目标模糊优化问题的一般求解方法
      • 9.6.4 多目标优化设计的模糊综合评判方法
    • 9.7 机械模糊优化设计实例
      • 9.7.1 减速器模糊优化设计
      • 9.7.2 弹簧模糊优化设计
    • 习题
  • 第10章 MATLAB在优化设计中的应用
    • 10.1 MATLAB简介
      • 10.1.1 MATLAB系统界面
      • 10.1.2 主要特点
    • 10.2 MATLAB编程优化实例
      • 10.2.1 MATLAB编程基本知识
      • 10.2.2 程序设计简介
      • 10.2.3 编程实例
    • 10.3 MATLAB优化工具箱的应用
      • 10.3.1 MATLAB优化工具箱简介
      • 10.3.2 常用工具箱函数的应用
      • 10.3.3 常见问题及解决方法
      • 10.3.4 对使用MATLAB的建议
    • 习题
  • 参考文献
  • 后记

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