內容簡介

本教材榮獲2002年全國普通高等教育教材二等奬。本書是根據全國高等工業學校機械設計及製造專業教學指導委員會所製定的教學計劃和教學大綱編寫的。本書主要內容有：優化設計概述，優化設計的數學基礎，一維搜索方法，無約束優化方法，綫性規劃，約束優化方法，多目標及離散變量優化方法，機械優化設{十實例，常用優化方法程序的使用說明及計算機實習指導。本書可作為高等工科學校機械設計及製造專業本科生、研究生教材，也可供有關專業師生及工程技術人員參考。與本書配套的光盤中，有附錄“常用優化方法程序及計算機實習指導”中的全部源程序及本書全部的圖、錶、各章部分習題參考解答及相關軟件等內容，方便師生使用。

目錄

前言
緒論 １
第一章　 優化設計概述 ５
第一節　 人字架的優化設計 ６
第二節　 機械優化設計問題示例 ９
第三節　 優化設計問題的數學模型 ２１
第四節　 優化設計問題的建模基礎 ２５
第五節　 優化設計問題的基本解法 ２７
第二章　 優化設計的數學基礎 ３０
第一節　 多元函數的方嚮導數與梯度 ３１
第二節　 多元函數的泰勒展開 ３５
第三節　 無約束優化問題的極值條件 ３７
第四節　 凸集、 凸函數與凸規劃 ４０
第五節　 等式約束優化問題的極值條件 ４２
第六節　 不等式約束優化問題的極值條件 ４６
第三章　 一維搜索方法 ５５
第一節　 概述 ５６
第二節　搜索區間的確定與區間消去法原理 ５６
第三節　 一維搜索的試探方法 ５９
第四節　 一維搜索的插值方法 ６２
第四章　 無約束優化方法 ６７
第一節　 概述 ６８
第二節　 最速下降法 ６９
第三節　 牛頓型方法 ７３
第四節　 共軛方嚮及共軛方嚮法 ７５
第五節　 共軛梯度法 ７９
第六節　 變尺度法 ８３
第七節　 坐標輪換法 ９１
第八節　 鮑威爾方法 ９２
第九節　 單形替換法 ９９
習題 １０３
第五章　 綫性規劃 １０５
第一節　綫性規劃的標準形式與基本性質 １０６
第二節　 基本可行解的轉換 １１３
第三節　 單純形方法 １１８
第四節　 單純形法應用舉例 １２２
第五節　 修正單純形法 １３９
習題 １４８
第六章　 約束優化方法 １４９
第一節　 概述 １５０
第二節　 隨機方嚮法 １５２
第三節　 復閤形法 １５６
第四節　 可行方嚮法 １６１
第五節　 懲罰函數法 １７１
第六節　 增廣乘子法 １７８
第七節　非綫性規劃問題的綫性化解法———綫性逼近法 １８７
第八節　 廣義簡約梯度法 １９０
第九節　 二次規劃法 １９４
第十節　 結構優化方法 １９６
第十一節　 遺傳算法 ２０９
習題 ２１４
第七章　 多目標及離散變量優化方法 ２１６
第一節　 多目標優化問題 ２１７
第二節　 多目標優化方法 ２１９
第三節　 離散變量優化問題 ２４３
第四節　 離散變量優化方法 ２４５
習題 ２６４
第八章　 機械優化設計實例 ２６６
第一節　 優化設計實踐應用技巧 ２６７
第二節　 機床主軸結構優化設計 ２７０
第三節　 圓柱齒輪減速器的優化設計 ２７３
第四節　 平麵連杆機構的優化設計 ２８０
第五節　 汽車懸架係統的優化設計 ２８４
第六節　 熱壓機機架結構的優化設計 ２８９
第七節　 月生産計劃的最優安排 ２９３
第八節　 運動模擬器的優化設計 ２９５
附錄　常用優化方法程序考核題及計算機
實習建議 ３００
附錄 Ａ　 常用優化方法程序考核題 ３０１
附錄 Ｂ　 計算機實習建議 ３０２
參考文獻 ３０４

前言/序言

　　本書為“十二五” 普通高等教育本科國傢級規劃教材， “十三五” 國傢重點齣版物齣版規劃項目， 也曾獲評普通高等教育“十一五” 國傢級規劃教材， 教育部“麵嚮２１ 世紀課程教材”， 並榮獲２００２ 年全國普通高等學校優秀教材二等奬。

　　機械優化設計是機械類專業的一門重要課程， 其目的是使學生樹立優化設計的思想， 掌握優化設計的基本概念和基本方法， 獲得解決機械優化設計問題的初步能力。本書分成三大部分： 第一部分是優化設計的基本概念及數學模型； 第二部分是具體的優化設計方法， 包括一維搜索方法、無約束優化方法、綫性規劃、約束優化方法、多目標及離散變量優化方法等； 第三部分是機械優化設計實例、優化方法程序考核題及計算機實習建議等。

　　本書內容的選擇貫徹“少而精” 和“理論聯係實際” 的原則； 內容的編排由淺入深，注意邏輯性與係統性， 強調物理概念及幾何解釋， 便於工程應用。本書第６ 版和第５ 版相比較， 主要修訂內容有：

　　（１） 對緒論部分進行瞭修訂， 適當增加瞭機械優化設計實例和發展概況的內容。

　　（２） 對第一章進行瞭修訂， 增加瞭優化設計的建模理論基礎。

　　（３） 對第六章約束優化方法中的結構優化法和遺傳算法進行瞭修訂。

　　（４） 對第八章進行瞭修訂， 增加瞭第八節運動模擬器的優化設計。

　　為瞭方便教學， 本書附錄中的源程序、各章的圖和錶以及習題的參考答案等嚮使用本書的授課教師免費提供， 需要的教師可登錄機械工業齣版社教育服務網（ｗｗｗ．ｃｍｐｅｄｕ．ｃｏｍ）以教師身份注冊後下載。

　　本書再版前， 原主編哈爾濱工業大學孫靖民教授和梁迎春教授分彆於２０１２ 年和２０１４ 年不幸辭世。經與本書的編者及齣版社商議， 決定增設哈爾濱工業大學白清順副教授擔任主編， 哈爾濱工程大學米成鞦教授、閤肥工業大學柯尊忠教授和王衛榮教授、江蘇大學馬履中教授參加編寫。哈爾濱工程大學孟慶鑫教授和哈爾濱工業大學鄒經湘教授擔任主審。

　　本書可作為高等院校機械設計類專業的本科生、研究生教材， 也可供有關專業的學生、教師及工程技術人員參考。

　　限於編者水平， 書中缺點、錯誤在所難免， 敬請廣大讀者批評指正。

　　謹以此書的齣版緬懷已經故去令人無比尊敬的哈爾濱工業大學孫靖民教授和梁迎春教授！

　　編　者

有點髒

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