現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

第1章緒論1

11機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的含義1

12優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較2

13優(yōu)化設(shè)計(jì)在CAD系統(tǒng)中的作用2

14機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展概況3

15優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的工程應(yīng)用領(lǐng)域4

16現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)5第2章機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念和數(shù)學(xué)模型8

21優(yōu)化問(wèn)題的實(shí)例8

22機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型10

23優(yōu)化問(wèn)題分類(lèi)和優(yōu)化方法簡(jiǎn)介21

24優(yōu)化的幾何解釋23第3章優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論26

31函數(shù)的泰勒（Taylor）表達(dá)式26

32二次型與正定矩陣28

33函數(shù)的等值面或線29

34函數(shù)的最速下降方向30

35凸函數(shù)34

36約束函數(shù)的性質(zhì)36

37最優(yōu)解與最優(yōu)解條件37

38優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值解法與收斂準(zhǔn)則44第4章一維優(yōu)化方法48

41確定初始區(qū)間的進(jìn)退法48

42黃金分割法（Golden Section Method）50

43牛頓法（Newton’s Method）53

44二次插值法（Quadratic Interpolation Method）54第5章無(wú)約束多維優(yōu)化方法58

51梯度法（Gradient Method）58

52共軛梯度法62

53牛頓法69

54變尺度法(Variable Metric Method)72

55坐標(biāo)輪換法（ Cyclic Coordinate Method）79

56單純形法（Simplex Method）82

57鮑威爾法（Powell’s Method）88

58無(wú)約束優(yōu)化方法的選用95第6章約束優(yōu)化方法98

61約束隨機(jī)方向搜索法99

62復(fù)合形法（Complex Method）102

63可行方向法107

64內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法（Interior Penalty Function Method）113

65外點(diǎn)罰函數(shù)法（Exterior Penalty Function Method）117

66混合罰函數(shù)法122第7章多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法127

71概述127

72統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)法129

73主要目標(biāo)函數(shù)法132

74功效系數(shù)法132

75權(quán)數(shù)的確定方法134

76優(yōu)化計(jì)算實(shí)例137第8章機(jī)械模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法140

81概述140

82模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)142

83模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性概念198

84對(duì)稱模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)199

85非對(duì)稱模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)208

86多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)222第9章機(jī)械模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例233

91圓柱減振彈簧的模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)233

92裝載機(jī)變速器的多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)239

93考慮彈流潤(rùn)滑的齒輪傳動(dòng)多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)253

94擺動(dòng)活齒傳動(dòng)的多目標(biāo)模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)255第10章遺傳算法優(yōu)化方法264

101概述264

102傳統(tǒng)遺傳算法266

103改進(jìn)遺傳算法280

104應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)281第11章MATLAB軟件在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用287

111MATLAB系統(tǒng)簡(jiǎn)介287

112MATLAB基本使用方法288

113MATLAB優(yōu)化工具箱293

114優(yōu)化工具箱應(yīng)用實(shí)例295參考文獻(xiàn)301 2100433B

本書(shū)介紹現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、優(yōu)化方法和優(yōu)化原理。全書(shū)共11章。第1章至第7章主要介紹機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念和常用優(yōu)化方法，著重介紹最速下降法、牛頓法、共軛梯度法、鮑威爾法、復(fù)合形法、可行方向法和罰函數(shù)法等。第8章主要闡述機(jī)械模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理和方法；第9章給出機(jī)械模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)例；第10章介紹遺傳算法和基于遺傳算法的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；第11章介紹MATLAB軟件在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 　本書(shū)可供機(jī)械工程領(lǐng)域的廣大科技工作者、管理人員參考或自學(xué)。也可作為高等學(xué)校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)學(xué)生、研究生的教材或參考書(shū)。

本書(shū)作為機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)用書(shū)，亦可作為相近工科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)參考書(shū)。在使用本教材時(shí)，各校可根據(jù)安排的教學(xué)時(shí)數(shù)和學(xué)生情況選用內(nèi)容，對(duì)于40左右學(xué)時(shí)的，建議選用前六章內(nèi)容，后面幾章可以作為選講的內(nèi)容。此外，本書(shū)亦可供機(jī) 械工程技術(shù)人員、科研工作者和管理干部自學(xué)與參考。自學(xué)者在閱讀本書(shū)前必須具備相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)、計(jì)算機(jī)計(jì)算技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)的基本知識(shí)。

本書(shū)試圖把機(jī)械工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中應(yīng)用的最優(yōu)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)融為一體，介紹有關(guān)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的最主要的理論和方法，以及這門(mén)新興技術(shù)科學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展方面的一些知識(shí)。本書(shū)內(nèi)容包括兩大部分：第一部分是從第一章至第五章，主要講述機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念、理論及目前常用的一些優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等；第二部分是從第六章至第九章，主要講述機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中各種類(lèi)型問(wèn)題的一些處理方法及其經(jīng)驗(yàn)，其中包括了當(dāng)前機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法發(fā)展中的幾個(gè)問(wèn)題，如多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、混合離散變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的靈敏度分析等。

1 緒論

1.1 引言

1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的一般分類(lèi)及其工作方法

1.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一些常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)

1.5 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展與趨勢(shì)

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本術(shù)語(yǔ)和數(shù)學(xué)模型

2.1 引言

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本術(shù)語(yǔ)

2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型及其分類(lèi)

2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的幾何解釋

2.5 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

2.6 優(yōu)化計(jì)算方法概述

習(xí)題

3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的某些基本概念和理論

3.1 目標(biāo)函數(shù)與約束函數(shù)的某些基本性質(zhì)

3.2 約束函數(shù)的集合及其性質(zhì)

3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的最優(yōu)解及其最優(yōu)性條件

3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)值解法及收斂條件

習(xí)題

4 無(wú)約束優(yōu)化計(jì)算方法

4.1 引言

4.2 單變量?jī)?yōu)化計(jì)算方法

4.3 多變量?jī)?yōu)化計(jì)算的非梯度方法

4.4 多變量?jī)?yōu)化計(jì)算的梯度方法

4.5 多變量無(wú)約束優(yōu)化計(jì)算方法小結(jié)

習(xí)題

5 約束優(yōu)化計(jì)算方法

5.1 引言

5.2 懲罰函數(shù)法

5.3 隨機(jī)方向搜索法

5.4 復(fù)合形法

5.5 約束優(yōu)化計(jì)算的其他方法概述

習(xí)題

6 現(xiàn)代優(yōu)化計(jì)算方法

……

7 優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程實(shí)踐的某些問(wèn)題

8 多目標(biāo)問(wèn)題的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

9 離散問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

10 隨機(jī)問(wèn)題優(yōu)傾設(shè)計(jì)方法

11 模糊問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

參考文獻(xiàn)