内容简介

本教材荣获2002年全国普通高等教育教材二等奖。本书是根据全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会所制定的教学计划和教学大纲编写的。本书主要内容有：优化设计概述，优化设计的数学基础，一维搜索方法，无约束优化方法，线性规划，约束优化方法，多目标及离散变量优化方法，机械优化设{十实例，常用优化方法程序的使用说明及计算机实习指导。本书可作为高等工科学校机械设计及制造专业本科生、研究生教材，也可供有关专业师生及工程技术人员参考。与本书配套的光盘中，有附录“常用优化方法程序及计算机实习指导”中的全部源程序及本书全部的图、表、各章部分习题参考解答及相关软件等内容，方便师生使用。

目录

前言
绪论 １
第一章　 优化设计概述 ５
第一节　 人字架的优化设计 ６
第二节　 机械优化设计问题示例 ９
第三节　 优化设计问题的数学模型 ２１
第四节　 优化设计问题的建模基础 ２５
第五节　 优化设计问题的基本解法 ２７
第二章　 优化设计的数学基础 ３０
第一节　 多元函数的方向导数与梯度 ３１
第二节　 多元函数的泰勒展开 ３５
第三节　 无约束优化问题的极值条件 ３７
第四节　 凸集、 凸函数与凸规划 ４０
第五节　 等式约束优化问题的极值条件 ４２
第六节　 不等式约束优化问题的极值条件 ４６
第三章　 一维搜索方法 ５５
第一节　 概述 ５６
第二节　搜索区间的确定与区间消去法原理 ５６
第三节　 一维搜索的试探方法 ５９
第四节　 一维搜索的插值方法 ６２
第四章　 无约束优化方法 ６７
第一节　 概述 ６８
第二节　 最速下降法 ６９
第三节　 牛顿型方法 ７３
第四节　 共轭方向及共轭方向法 ７５
第五节　 共轭梯度法 ７９
第六节　 变尺度法 ８３
第七节　 坐标轮换法 ９１
第八节　 鲍威尔方法 ９２
第九节　 单形替换法 ９９
习题 １０３
第五章　 线性规划 １０５
第一节　线性规划的标准形式与基本性质 １０６
第二节　 基本可行解的转换 １１３
第三节　 单纯形方法 １１８
第四节　 单纯形法应用举例 １２２
第五节　 修正单纯形法 １３９
习题 １４８
第六章　 约束优化方法 １４９
第一节　 概述 １５０
第二节　 随机方向法 １５２
第三节　 复合形法 １５６
第四节　 可行方向法 １６１
第五节　 惩罚函数法 １７１
第六节　 增广乘子法 １７８
第七节　非线性规划问题的线性化解法———线性逼近法 １８７
第八节　 广义简约梯度法 １９０
第九节　 二次规划法 １９４
第十节　 结构优化方法 １９６
第十一节　 遗传算法 ２０９
习题 ２１４
第七章　 多目标及离散变量优化方法 ２１６
第一节　 多目标优化问题 ２１７
第二节　 多目标优化方法 ２１９
第三节　 离散变量优化问题 ２４３
第四节　 离散变量优化方法 ２４５
习题 ２６４
第八章　 机械优化设计实例 ２６６
第一节　 优化设计实践应用技巧 ２６７
第二节　 机床主轴结构优化设计 ２７０
第三节　 圆柱齿轮减速器的优化设计 ２７３
第四节　 平面连杆机构的优化设计 ２８０
第五节　 汽车悬架系统的优化设计 ２８４
第六节　 热压机机架结构的优化设计 ２８９
第七节　 月生产计划的最优安排 ２９３
第八节　 运动模拟器的优化设计 ２９５
附录　常用优化方法程序考核题及计算机
实习建议 ３００
附录 Ａ　 常用优化方法程序考核题 ３０１
附录 Ｂ　 计算机实习建议 ３０２
参考文献 ３０４

前言/序言

　　本书为“十二五” 普通高等教育本科国家级规划教材， “十三五” 国家重点出版物出版规划项目， 也曾获评普通高等教育“十一五” 国家级规划教材， 教育部“面向２１ 世纪课程教材”， 并荣获２００２ 年全国普通高等学校优秀教材二等奖。

　　机械优化设计是机械类专业的一门重要课程， 其目的是使学生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。本书分成三大部分： 第一部分是优化设计的基本概念及数学模型； 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、多目标及离散变量优化方法等； 第三部分是机械优化设计实例、优化方法程序考核题及计算机实习建议等。

　　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。本书第６ 版和第５ 版相比较， 主要修订内容有：

　　（１） 对绪论部分进行了修订， 适当增加了机械优化设计实例和发展概况的内容。

　　（２） 对第一章进行了修订， 增加了优化设计的建模理论基础。

　　（３） 对第六章约束优化方法中的结构优化法和遗传算法进行了修订。

　　（４） 对第八章进行了修订， 增加了第八节运动模拟器的优化设计。

　　为了方便教学， 本书附录中的源程序、各章的图和表以及习题的参考答案等向使用本书的授课教师免费提供， 需要的教师可登录机械工业出版社教育服务网（ｗｗｗ．ｃｍｐｅｄｕ．ｃｏｍ）以教师身份注册后下载。

　　本书再版前， 原主编哈尔滨工业大学孙靖民教授和梁迎春教授分别于２０１２ 年和２０１４ 年不幸辞世。经与本书的编者及出版社商议， 决定增设哈尔滨工业大学白清顺副教授担任主编， 哈尔滨工程大学米成秋教授、合肥工业大学柯尊忠教授和王卫荣教授、江苏大学马履中教授参加编写。哈尔滨工程大学孟庆鑫教授和哈尔滨工业大学邹经湘教授担任主审。

　　本书可作为高等院校机械设计类专业的本科生、研究生教材， 也可供有关专业的学生、教师及工程技术人员参考。

　　限于编者水平， 书中缺点、错误在所难免， 敬请广大读者批评指正。

　　谨以此书的出版缅怀已经故去令人无比尊敬的哈尔滨工业大学孙靖民教授和梁迎春教授！

　　编　者

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