書????名 | 最優(yōu)化方法及應(yīng)用案例 | 作????者 | 劉志斌、陳軍斌、劉建軍 |
---|---|---|---|
類????別 | 高等教育 | 出版社 | 石油工業(yè)出版社 |
出版時(shí)間 | 2014年5月 | 頁(yè)????數(shù) | 271 頁(yè) |
開????本 | 16 開 | 裝????幀 | 平裝 |
ISBN | 9787502198299 | 字????數(shù) | 440 |
CIP | 數(shù)據(jù)第250192號(hào) | 印刷時(shí)間 | 2013-11-21 |
印????張 | 17.25 | 版????次 | 1 |
叢書名 | 高等院校研究生規(guī)劃教材 |
前言
第1章 緒論
1.1 最優(yōu)化問題概述
1.2 最優(yōu)化模型的建立
1.3 最優(yōu)解及算法概述
練習(xí)題 1
第2章 線性規(guī)劃
2.1 線性規(guī)劃模型的建立及相關(guān)概念
2.2 算法原理與實(shí)例
2.3 應(yīng)用案例
練習(xí)題 2
第3章 非線性規(guī)劃
3.1 非線性規(guī)劃模型的建立及相關(guān)概念
3.2 算法原理與實(shí)例
3.3 應(yīng)用案例
練習(xí)題 3
第4章 動(dòng)態(tài)規(guī)劃
4.1 動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題、相關(guān)概念和理論
4.2 動(dòng)態(tài)規(guī)劃的解法
4.3 動(dòng)態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用
4.4 應(yīng)用案例
練習(xí)題 4
第5章 多目標(biāo)優(yōu)化及應(yīng)用
5.1 多目標(biāo)優(yōu)化的模型、相關(guān)概念和理論
5.2 多目標(biāo)優(yōu)化算法與實(shí)例
5.3 應(yīng)用案例
練習(xí)題 5
第6章 現(xiàn)代優(yōu)化算法
6.1 現(xiàn)代優(yōu)化算法概述
6.2 禁忌搜索算法
6.3 模擬退火算法
6.4 遺傳算法
6.5 蟻群算法
練習(xí)題 6
第7章 綜合應(yīng)用案例
7.1 露天礦生產(chǎn)的車輛安排問題
7.2 氣井優(yōu)化配產(chǎn)模型
7.3 附加流速法循環(huán)流量及附加流速比的最優(yōu)規(guī)劃
7.4 DVD在線租賃
練習(xí)題 7
參考文獻(xiàn)
本書較全面地介紹了各類最優(yōu)化問題的理論和方法,包括:最優(yōu)化問題概述、線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、多目標(biāo)優(yōu)化及應(yīng)用、現(xiàn)代優(yōu)化算法和綜合應(yīng)用案例。全書以方法為重點(diǎn),編入了大量的最優(yōu)化模型應(yīng)用案例,在考慮到系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上,盡可能回避有關(guān)理論證明,做到實(shí)用性強(qiáng)。
本書以石油高校相關(guān)專業(yè)碩士研究生為教學(xué)對(duì)象,也可供相關(guān)專業(yè)教師和高年級(jí)本科學(xué)生作為參考書。
1、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高溫、高強(qiáng)度的性質(zhì),在冶金工業(yè)中主要用來制造石墨坩堝,在煉鋼中常用石墨作鋼錠之保護(hù)劑,冶金爐的內(nèi)襯。2、作導(dǎo)電材料: 在電氣工業(yè)上用作制造電極、電刷、碳棒、碳管、正...
應(yīng)用了石島紅新八號(hào)石材的棕櫚泉
建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)化方法哪個(gè)曉得?
優(yōu)化方法: 1、優(yōu)選設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)方案; 2、實(shí)行限額設(shè)計(jì); 3、增強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)濟(jì)意識(shí); 4、認(rèn)真組織圖紙會(huì)審; 5、加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)變更的管理; 6、加強(qiáng)工程項(xiàng)目的前期監(jiān)理工作...
格式:pdf
大小:614KB
頁(yè)數(shù): 4頁(yè)
評(píng)分: 4.6
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)模越來越大,如何設(shè)計(jì)和維護(hù)這樣龐大的給排水管網(wǎng)系統(tǒng),將從根本上影響著管網(wǎng)系統(tǒng)的投資及維護(hù)管理費(fèi)用.基于嚴(yán)格數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)化法可使管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更合理,因此,有必要在給排水工程課程設(shè)計(jì)的教學(xué)中,引入最優(yōu)化的理論和設(shè)計(jì)方法,讓學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐中學(xué)會(huì)將最優(yōu)化方法應(yīng)用到給排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中.該文介紹了如何用最優(yōu)化法對(duì)教材中的實(shí)例進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)結(jié)果表明該方法的設(shè)計(jì)方案合理,可加深學(xué)生對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本質(zhì)的理解.
格式:pdf
大?。?span id="7wqf7rz" class="single-tag-height">614KB
頁(yè)數(shù): 6頁(yè)
評(píng)分: 4.4
針對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機(jī)性、分布的多樣性與極限狀態(tài)功能函數(shù)高度非線性的特征,運(yùn)用最大熵原理對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行估計(jì),得到符合實(shí)際的參數(shù)估計(jì)值;然后,根據(jù)隧道襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的極限狀態(tài)方程,從結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)的幾何涵義出發(fā),建立其可靠度指標(biāo)計(jì)算的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并運(yùn)用Microsoft Excel工作表中的規(guī)劃求解功能得到其可靠度指標(biāo)。結(jié)合工程實(shí)際,給出具體算例,且指出提高隧道襯砌結(jié)構(gòu)可靠度的途徑。研究結(jié)果表明:該方法用于計(jì)算工程結(jié)構(gòu)可靠度指標(biāo)無需將狀態(tài)函數(shù)線性化,不受基本變量維數(shù)限制,收斂速度快,計(jì)算效率高,且與蒙特卡羅100萬(wàn)次直接抽樣法計(jì)算結(jié)果相比,具有很高的精度,能廣泛適用于隧道及地下工程領(lǐng)域的可靠度計(jì)算和分析。
最優(yōu)化方法(也稱做運(yùn)籌學(xué)方法)是近幾十年形成的,它主要運(yùn)用數(shù)學(xué)方法研究各種系統(tǒng)的優(yōu)化途徑及方案,為決策者提供科學(xué)決策的依據(jù)。
最優(yōu)化方法的主要研究對(duì)象是各種有組織系統(tǒng)的管理問題及其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。最優(yōu)化方法的目的在于針對(duì)所研究的系統(tǒng),求得一個(gè)合理運(yùn)用人力、物力和財(cái)力的最佳方案,發(fā)揮和提高系統(tǒng)的效能及效益,最終達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)目標(biāo)。 實(shí)踐表明,隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的日益發(fā)展,最優(yōu)化方法已成為現(xiàn)代管理科學(xué)的重要理論基礎(chǔ)和不可缺少的方法,被人們廣泛地應(yīng)用到公共管理、經(jīng)濟(jì)管理、工程建設(shè)、國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域,發(fā)揮著越來越重要的作用。本章將介紹最優(yōu)化方法的研究對(duì)象、特點(diǎn),以及最優(yōu)化方法模型的建立和模型的分析、求解、應(yīng)用。主要是線性規(guī)劃問題的模型、求解(線性規(guī)劃問題的單純形解法)及其應(yīng)用――運(yùn)輸問題;以及動(dòng)態(tài)規(guī)劃的模型、求解、應(yīng)用――資源分配問題。
最優(yōu)化方法
1、微分學(xué)中求極值
2、無約束最優(yōu)化問題
3、常用微分公式
4、凸集與凸函數(shù)
5、等式約束最優(yōu)化問題
6、不等式約束最優(yōu)化問題
7、變分學(xué)中求極值
為了達(dá)到最優(yōu)化目的所提出的各種求解方法。從數(shù)學(xué)意義上說,最優(yōu)化方法是一種求極值的方法,即在一組約束為等式或不等式的條件下,使系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)達(dá)到極值,即最大值或最小值。從經(jīng)濟(jì)意義上說,是在一定的人力、物力和財(cái)力資源條件下,使經(jīng)濟(jì)效果達(dá)到最大(如產(chǎn)值、利潤(rùn)),或者在完成規(guī)定的生產(chǎn)或經(jīng)濟(jì)任務(wù)下,使投入的人力、物力和財(cái)力等資源為最少。
公元前 500年古希臘在討論建筑美學(xué)中就已發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)方形長(zhǎng)與寬的最佳比例為0.618,稱為黃金分割比。其倒數(shù)至今在優(yōu)選法中仍得到廣泛應(yīng)用。在微積分出現(xiàn)以前,已有許多學(xué)者開始研究用數(shù)學(xué)方法解決最優(yōu)化問題。例如阿基米德證明:給定周長(zhǎng),圓所包圍的面積為最大。這就是歐洲古代城堡幾乎都建成圓形的原因。但是最優(yōu)化方法真正形成為科學(xué)方法則在17世紀(jì)以后。17世紀(jì),I.牛頓和G.W.萊布尼茨在他們所創(chuàng)建的微積分中,提出求解具有多個(gè)自變量的實(shí)值函數(shù)的最大值和最小值的方法。以后又進(jìn)一步討論具有未知函數(shù)的函數(shù)極值,從而形成變分法。這一時(shí)期的最優(yōu)化方法可以稱為古典最優(yōu)化方法。第二次世界大戰(zhàn)前后,由于軍事上的需要和科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展,許多實(shí)際的最優(yōu)化問題已經(jīng)無法用古典方法來解決,這就促進(jìn)了近代最優(yōu)化方法的產(chǎn)生。
近代最優(yōu)化方法的形成和發(fā)展過程中最重要的事件有: 以蘇聯(lián)Л.В.康托羅維奇和美國(guó)G.B.丹齊克為代表的線性規(guī)劃;以美國(guó)庫(kù)恩和塔克爾為代表的非線性規(guī)劃;以美國(guó)R.貝爾曼為代表的動(dòng)態(tài)規(guī)劃;以蘇聯(lián)Л.С.龐特里亞金為代表的極大值原理等。這些方法后來都形成體系,成為近代很活躍的學(xué)科,對(duì)促進(jìn)運(yùn)籌學(xué)、管理科學(xué)、控制論和系統(tǒng)工程等學(xué)科的發(fā)展起了重要作用。
用最優(yōu)化方法解決實(shí)際問題,一般可經(jīng)過下列步驟:①提出最優(yōu)化問題,收集有關(guān)數(shù)據(jù)和資料;②建立最優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型,確定變量,列出目標(biāo)函數(shù)和約束條件;③分析模型,選擇合適的最優(yōu)化方法;④求解,一般通過編制程序,用計(jì)算機(jī)求最優(yōu)解;⑤最優(yōu)解的檢驗(yàn)和實(shí)施。上述 5個(gè)步驟中的工作相互支持和相互制約,在實(shí)踐中常常是反復(fù)交叉進(jìn)行。
最優(yōu)化模型一般包括變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)三要素:①變量:指最優(yōu)化問題中待確定的某些量。變量可用x=(x1,x2,…,xn)T表示。②約束條件:指在求最優(yōu)解時(shí)對(duì)變量的某些限制,包括技術(shù)上的約束、資源上的約束和時(shí)間上的約束等。列出的約束條件越接近實(shí)際系統(tǒng),則所求得的系統(tǒng)最優(yōu)解也就越接近實(shí)際最優(yōu)解。約束條件可用 gi(x)≤0表示i=1,2,…,m,m 表示約束條件數(shù);或x∈R(R表示可行集合)。③目標(biāo)函數(shù):最優(yōu)化有一定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)函數(shù)就是這種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)描述,一般可用f(x)來表示,即f(x)=f(x1,x2,…,xn)。要求目標(biāo)函數(shù)為最大時(shí)可寫成;要求最小時(shí)則可寫成。目標(biāo)函數(shù)可以是系統(tǒng)功能的函數(shù)或費(fèi)用的函數(shù)。它必須在滿足規(guī)定的約束條件下達(dá)到最大或最小。 問題的分類 最優(yōu)化問題根據(jù)其中的變量、約束、目標(biāo)、問題性質(zhì)、時(shí)間因素和函數(shù)關(guān)系等不同情況,可分成多種類型(見表)。最優(yōu)化方法
最優(yōu)化方法
不同類型的最優(yōu)化問題可以有不同的最優(yōu)化方法,即使同一類型的問題也可有多種最優(yōu)化方法。反之,某些最優(yōu)化方法可適用于不同類型的模型。最優(yōu)化問題的求解方法一般可以分成解析法、直接法、數(shù)值計(jì)算法和其他方法。①解析法:這種方法只適用于目標(biāo)函數(shù)和約束條件有明顯的解析表達(dá)式的情況。求解方法是:先求出最優(yōu)的必要條件,得到一組方程或不等式,再求解這組方程或不等式,一般是用求導(dǎo)數(shù)的方法或變分法求出必要條件,通過必要條件將問題簡(jiǎn)化,因此也稱間接法。②直接法:當(dāng)目標(biāo)函數(shù)較為復(fù)雜或者不能用變量顯函數(shù)描述時(shí),無法用解析法求必要條件。此時(shí)可采用直接搜索的方法經(jīng)過若干次迭代搜索到最優(yōu)點(diǎn)。這種方法常常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或通過試驗(yàn)得到所需結(jié)果。對(duì)于一維搜索(單變量極值問題),主要用消去法或多項(xiàng)式插值法;對(duì)于多維搜索問題(多變量極值問題)主要應(yīng)用爬山法。③數(shù)值計(jì)算法:這種方法也是一種直接法。它以梯度法為基礎(chǔ),所以是一種解析與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法。④其他方法:如網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化方法等(見網(wǎng)絡(luò)理論)。
解析性質(zhì)
根據(jù)函數(shù)的解析性質(zhì),還可以對(duì)各種方法作進(jìn)一步分類。例如,如果目標(biāo)函數(shù)和約束條件都是線性的,就形成線性規(guī)劃。線性規(guī)劃有專門的解法,諸如單純形法、解乘數(shù)法、橢球法和卡馬卡法等。當(dāng)目標(biāo)或約束中有一非線性函數(shù)時(shí),就形成非線性規(guī)劃。當(dāng)目標(biāo)是二次的,而約束是線性時(shí),則稱為二次規(guī)劃。二次規(guī)劃的理論和方法都較成熟。如果目標(biāo)函數(shù)具有一些函數(shù)的平方和的形式,則有專門求解平方和問題的優(yōu)化方法。目標(biāo)函數(shù)具有多項(xiàng)式形式時(shí),可形成一類幾何規(guī)劃。
最優(yōu)解的概念
最優(yōu)化問題的解一般稱為最優(yōu)解。如果只考察約束集合中某一局部范圍內(nèi)的優(yōu)劣情況,則解稱為局部最優(yōu)解。如果是考察整個(gè)約束集合中的情況,則解稱為總體最優(yōu)解。對(duì)于不同優(yōu)化問題,最優(yōu)解有不同的含意,因而還有專用的名稱。例如,在對(duì)策論和數(shù)理經(jīng)濟(jì)模型中稱為平衡解;在控制問題中稱為最優(yōu)控制或極值控制;在多目標(biāo)決策問題中稱為非劣解(又稱帕雷托最優(yōu)解或有效解)。在解決實(shí)際問題時(shí)情況錯(cuò)綜復(fù)雜,有時(shí)這種理想的最優(yōu)解不易求得,或者需要付出較大的代價(jià),因而對(duì)解只要求能滿足一定限度范圍內(nèi)的條件,不一定過分強(qiáng)調(diào)最優(yōu)。50年代初,在運(yùn)籌學(xué)發(fā)展的早期就有人提出次優(yōu)化的概念及其相應(yīng)的次優(yōu)解。提出這些概念的背景是:最優(yōu)化模型的建立本身就只是一種近似,因?yàn)閷?shí)際問題中存在的某些因素,尤其是一些非定量因素很難在一個(gè)模型中全部加以考慮。另一方面,還缺乏一些求解較為復(fù)雜模型的有效方法。1961年H.A.西蒙進(jìn)一步提出滿意解的概念,即只要決策者對(duì)解滿意即可。
最優(yōu)化一般可以分為最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)計(jì)劃、最優(yōu)管理和最優(yōu)控制等四個(gè)方面。①最優(yōu)設(shè)計(jì):世界各國(guó)工程技術(shù)界,尤其是飛機(jī)、造船、機(jī)械、建筑等部門都已廣泛應(yīng)用最優(yōu)化方法于設(shè)計(jì)中,從各種設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)選到最佳結(jié)構(gòu)形狀的選取等,結(jié)合有限元方法已使許多設(shè)計(jì)優(yōu)化問題得到解決。一個(gè)新的發(fā)展動(dòng)向是最優(yōu)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相結(jié)合。電子線路的最優(yōu)設(shè)計(jì)是另一個(gè)應(yīng)用最優(yōu)化方法的重要領(lǐng)域。配方配比的優(yōu)選方面在化工、橡膠、塑料等工業(yè)部門都得到成功的應(yīng)用,并向計(jì)算機(jī)輔助搜索最佳配方、配比方向發(fā)展(見優(yōu)選法)。②最優(yōu)計(jì)劃:現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)或部門經(jīng)濟(jì)的計(jì)劃,直至企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和年度生產(chǎn)計(jì)劃,尤其是農(nóng)業(yè)規(guī)劃、種植計(jì)劃、能源規(guī)劃和其他資源、環(huán)境和生態(tài)規(guī)劃的制訂,都已開始應(yīng)用最優(yōu)化方法。一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)是幫助領(lǐng)導(dǎo)部門進(jìn)行各種優(yōu)化決策。③最優(yōu)管理:一般在日常生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、調(diào)度和運(yùn)行中都可應(yīng)用最優(yōu)化方法。隨著管理信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)的建立和使用,使最優(yōu)管理得到迅速的發(fā)展。④最優(yōu)控制:主要用于對(duì)各種控制系統(tǒng)的優(yōu)化。例如,導(dǎo)彈系統(tǒng)的最優(yōu)控制,能保證用最少燃料完成飛行任務(wù),用最短時(shí)間達(dá)到目標(biāo);再如飛機(jī)、船舶、電力系統(tǒng)等的最優(yōu)控制,化工、冶金等工廠的最佳工況的控制。計(jì)算機(jī)接口裝置不斷完善和優(yōu)化方法的進(jìn)一步發(fā)展,還為計(jì)算機(jī)在線生產(chǎn)控制創(chuàng)造了有利條件。最優(yōu)控制的對(duì)象也將從對(duì)機(jī)械、電氣、化工等硬系統(tǒng)的控制轉(zhuǎn)向?qū)ι鷳B(tài)、環(huán)境以至社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的控制。
圖書信息
書 名: 最優(yōu)化方法
作 者:張立衛(wèi)
出版社:科學(xué)出版社
出版時(shí)間: 2010年6月1日
ISBN: 9787030276490
開本: 16開
定價(jià): 27.00元
本書深入淺出地闡述了最優(yōu)化方法和最優(yōu)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、基本方法,并配有豐富的例題和習(xí)題,幫助讀者理解書申所闡述的內(nèi)容。
本書的內(nèi)容分為兩大部分,第一部分包括第1章、第2章和第3章,闡述了最優(yōu)化方法的一般概念和靜態(tài)最優(yōu)化方法(線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃)的一些基本理論和計(jì)算方法;第二部分包括第4章至第7章,闡述了動(dòng)態(tài)最優(yōu)化方法的基本內(nèi)容,包括變分極值問題、最小值原理、線性二次型最優(yōu)控制系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的各種基本算法。
本書各章節(jié)注重基本原理和基本概念的闡述,容易理解。
本書收錄了國(guó)內(nèi)300余家液氣密企業(yè)的產(chǎn)品,以及典型產(chǎn)品的成功應(yīng)用案例,涵蓋大部分主導(dǎo)廠和骨干企業(yè),反映了液壓氣動(dòng)密封行業(yè)當(dāng)前的技術(shù)水平。
本書按液氣密產(chǎn)品的主要應(yīng)用領(lǐng)域,分別介紹各主機(jī)行業(yè)對(duì)液氣密產(chǎn)品的技術(shù)要求、發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)需求狀況,推薦了液氣密行業(yè)的新特產(chǎn)品,推廣了成功應(yīng)用案例。本書由綜述、市場(chǎng)發(fā)展、推薦產(chǎn)品、應(yīng)用案例及企業(yè)名錄5部分組成,以"推薦產(chǎn)品"欄目為主,詳細(xì)介紹了產(chǎn)品的性能、特點(diǎn)、主要技術(shù)參數(shù)及用途等。
本書適合工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、塑料機(jī)械、機(jī)床、冶金、礦山、重型機(jī)械、石油化工、船舶、輕工等行業(yè)的采購(gòu)人員使用,也可供設(shè)計(jì)人員選型參考。