机械优化设计及应用

本书主要内容分为两大部分：部分是优化设计的基本概念及数学基础；第二部分是具体的优化设计方法，包括一维搜索方法、无约束优化方法、线性规划、约束优化方法等。

前言绪论01什么是机械优化设计02传统设计与优化设计03机械优化设计的特点04优化设计在机械设计中的作用05机械优化设计的发展概况06本课程的主要内容第1章机械优化设计概述11工程中的机械优化设计问题12机械优化设计中的数学模型13优化设计问题的基本解法习题第2章极值理论简介21多元函数的方向导数与梯度22多元函数的泰勒展开式23无约束优化问题的极值条件24函数的凸性25等式约束优化问题的极值条件26不等式约束优化问题的极值条件习题第3章一维搜索方法31概述32搜索区间的确定与区间消去法原理33一维搜索的试探法34一维搜索的插值法35工程设计应用习题第4章无约束优化方法41概述42速下降法43牛顿型方法44共轭方向及共轭方向法45共轭梯度法46变尺度法47鲍威尔法48坐标轮换法49单形替换法410工程设计应用习题第5章线性规划51线性规划的标准形式与基本性质52基本可行解的转换53单纯形法54单纯形法应用举例55修正单纯形法56工程设计应用习题第6章约束优化方法61概述62随机方向法63复合形法64可行方向法65惩罚函数法66二次规划法67工程设计应用习题第7章多目标及离散变量优化方法简介71多目标优化问题72多目标优化方法73离散变量优化问题74离散变量优化方法75工程设计应用第8章智能优化计算简介81人工神经网络与神经网络优化算法82遗传算法83模拟退火算法84神经网络权位的混合优化学习策略85工程设计应用部分习题参考答案参考文献

机械优化设计是20世纪60年代迅速发展起来的一种新的设计方法。它应用近代数学规划理论和计算机，能使一项设计在一定的技术和物质条件下寻求一个技术经济指标的设计方案。它使传统的机械设计方法产生了重大的变革，促进了现代机械设计理论和方法的发展，技术和经济效益日益显著。 机械优化设计是机械设计类专业的一门必修课程，其目的是使设计者树立优化设计的思想，掌握优化设计的基本概念和基本方法，获得解决机械优化设计问题的初步能力。本书作者长期在高校中从事机械优化设计教学工作，认识到目前该课程的教材普遍以机械优化设计的理论教学为主，因此很多同学学完后不会应用，依然是一头雾水。本书从应用实际出发，在理论教学的基础上，与机械原理、机械设计等课程紧密结合，列举了许多工程中的设计实例，因此，通过对本书的学习，设计者不但可以掌握优化设计理论，而且可以很容易地将该理论应用到实践中去。 全书分为两大部分：部分是优化设计的基本概念及数学基础；第二部分是具体的优化设计方法，包括一维搜索方法、无约束优化方法、线性规划、约束优化方法等。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，强调物理概念及几何解释，便于工程应用。 本书由海南大学副教授张宝珍博士、樊军庆教授任主编并统稿，海南大学副教授马庆芬博士、天津科技大学呼英俊副教授任副主编。参加本书编写的老师有云南大学赵越副教授（绪论、第2章），海南大学樊军庆教授（第1、3章）、张宝珍副教授（第4、8章）、王文讲师（第5章）、马庆芬副教授（第6章），天津科技大学呼英俊副教授（第7章）。 本书由内蒙古农业大学教授杨晓清博士任主审，参加审稿的老师还有大连理工大学副教授刘培启博士、河北科技大学副教授蒋静智博士、海南大学张燕副教授、刘世豪博士。审稿人对本书提出了许多宝贵意见，在此表示衷心的感谢！ 本书的编写和出版得到了海南大学科研启动基金项目（项目编号kyqd1538）的资助。 由于编者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。 编者