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电子图书
| 电子图书名: |
MATLAB6.5辅助优化计算与设计 |
| 编者: |
飞思科技产品研发中心 |
| 所属专业方向: |
软件 |
| 内容简介: |
给做优化的同志用
本书是基于MATLAB 6.5的优化工具箱v2.2 (Optimization Toolbox)编写的。书中全面系统地介绍了优化方法的基础理论和优化工具箱v2.2函数的功能、语法和工程实际应用。全书侧重于优化工具箱在工程中的具体应用,通过具体的分析和详细的实例,读者不仅对MATLAB优化工具箱函数的强大功能有一个深刻了解,更能学会正确运用优化工具箱函数快速解决实际问题,从而提高分析问题和解决问题的能力。
本书具有内容全面新颖、针对性强、理论与实际紧密结合等特点,可以作为最优化方法、决策分析等学科的参考书,也可为从事优化决策领域研究的广大研究人员提供较大的帮助。 |
| 出版社: |
飞思科技产品研发中心 |
| 来源: |
不明 |
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第1章 概述 1
) h2 u l" r8 u9 k! y1.1 引言 16 g7 o3 H" a* n4 f, O
1.2 MATLAB 6.5语言简介 2, Y* M! R: o+ q& D' x9 {
1.2.1 MATLAB的产生背景及主要产品 2) x& a. `( v' g
1.2.2 MATLAB语言的特点 45 [& O) U& U- y! B
1.2.3 MATLAB 6.5的新特点 5. C4 U* L5 m2 ?6 v
1.3 MATLAB 6.5优化工具箱的特点 6
' W6 b" I0 c; Z1.4 MATLAB 6.5优化工具箱工程应用简介 7
- O7 d8 G, G7 v9 z0 J1.4.1 优化工具箱的工程应用功能 7) W* f) ~8 Z H' V0 W
1.4.2 优化工具箱的工程应用步骤 8
+ P% W1 B0 ~7 F6 a H. t1.5 优化问题的工程背景 8
: G: [1 E' X: G+ a! J0 x1 q1.5.1 线性规划 8( g, ~3 d7 \' x/ s$ ^9 [
1.5.2 整数规划 9+ D: W/ L: L5 ?
1.5.3 多目标优化决策 9
2 @% |/ D2 z- |; D1.5.4 动态规划 10; S: b) U1 @ ^9 I5 B7 c" z
第2章 优化理论基础及其优化工具箱函数选用 118 S( @5 Z# M9 I2 L
2.1 概述 11
! X1 k/ y0 U6 [) W6 E9 |- S2.1.1 最优化问题的基本概念 11- \/ q4 u, t2 I! a# A
2.1.2 最优化问题分类 12$ q# _3 b5 ~1 `5 s% V S
2.1.3 大规模系统优化问题 12
# Y& n! ], f; ^- }2.2 线性规划及其优化工具箱函数选用 13
8 Q6 v; r. k n& W/ y- @2.2.1 基本理论 13/ l) G4 e o: {( D
2.2.2 优化工具箱函数选用 15
" U) N& H- N$ b. w5 e2.2.3 工程应用举例 16
3 f5 t. m* |) W8 W9 V6 Z2.3 无约束非线性规划 17
$ u" P9 g" c0 }+ D2.3.1 基本理论 17
5 h, f0 Z( ~+ ]) j1 s$ K2.3.2 优化工具箱函数的选用 28
7 u* {4 a6 P6 W H1 ^( w2.3.3 工程应用举例 29. n" S- w- U( ?1 i
2.4 约束最优化及其优化工具箱函数选用 30% w! G5 @. v$ Z$ w' @0 ~
2.4.1 基本理论 30
0 N* H0 H5 T# x- ~' _' F2.4.2 优化工具箱函数的选用 38
+ L# [ `. k# g0 F6 U2.4.3 工程应用举例 418 B1 W! L( P: k, o: ~- |9 i; e' p3 Q
2.5 多目标规划及其优化工具箱函数选用 47 ~9 e- ?* f8 z+ V' W3 [
2.5.1 基本理论 47* @# ^" h2 x; u# s5 O
2.5.2 优化工具箱函数的选用 49
; H6 k3 ~ ~/ M4 W- T4 F2.5.3 工程应用举例 50
J$ w1 I) U/ {2.6 大规模优化问题 51
" a& f) O7 C5 O4 w8 H, w7 ]3 y- f5 U2.6.1 稀疏的离散牛顿法 527 `* N" d' @% y/ t# C4 V- s+ X6 C
2.6.2 矩阵Cholesky分解和拟牛顿方程求解 52
: s' I% t3 w' |) r1 y, N! p/ g4 s2.7 最小二乘优化及其优化工具箱函数选用 53
6 J1 P0 u6 v$ o0 B2.7.1 基本理论 53
' j8 G o; U* z. W5 K$ }2.7.2 优化工具箱函数的选用 54
2 J) o- t. t, Z3 ?2.7.3 工程应用举例 56
% j# s4 W* n9 m. X+ R2.8 其他函数的工程应用 60
6 M2 n4 V( c$ H2.8.1 方程求解函数 605 O6 X) T( P% l" t ?$ d; Q2 Z
2.8.2 optimget函数 62
6 Y. [; G4 k& H. @7 M2 |0 E2.8.3 optimset函数 63
2 Q1 U. a: m2 X) ^9 n2.9 综合范例演示 64
+ W7 ^. I' Q2 v: T4 o2.9.1 求解“香蕉”(Banana)函数的最小值 64# R3 U) M7 R8 ?4 ~
2.9.2 不稳定系统的求解 72
* t: p1 X" ?: M S5 r2.9.3 曲线拟合问题 74
* F. b% ~& Y5 E! v i- A w2.10 优化工具箱函数使用的常见问题及对策 77
) Q% f, I1 {/ Q: o' q1 i/ |第3章 工程优化算法及其MATLAB实现(一)——标准算法 794 y; G( I$ @' s) u% s- s, w
3.1 引言 79
K) I+ p& G) D$ C1 C. v" g/ t& b3.2 无约束优化算法及实现 80# j* B, E7 t- U8 I% Q2 U2 j
3.2.1 拟牛顿(Quasi-Newton)方法 80
& G4 i6 d9 y, p5 l7 {3.2.2 线性搜索方法 83
/ s6 e& {7 P* _" [: C, g5 S+ z% U3.2.3 范例分析 84
/ l9 T; ]1 a6 F8 a3 ^8 ?3.3 约束优化算法及实现 85
/ Y/ g) v7 _; Z) ]7 P3.3.1 可行方向法 86
0 Q( |* t' }% @3 D3.3.2 惩罚函数法 86
- a8 H4 S3 m( Z$ [* R/ p3.3.3 二次规划(QP)算法及实现 87: J7 @3 w0 u3 }, f( V
3.3.4 范例分析 91$ k2 @0 r q) n8 D9 y
3.4 最小二乘优化算法及实现 109
8 R9 U K$ i2 c! y# P3.4.1 Gauss-Newton方法 111
- ?! i- m; f- {9 {) R7 J* n3.4.2 Levenberg-Marquardt方法 111 @1 Y; |7 Z9 Y' m& L
3.4.3 范例分析 113
7 D. C6 u9 w- O3.5 多目标优化算法及实现 114
- v9 Z9 ~, A Q' e, W4 [6 W3.5.1 多目标优化算法介绍 115
& @/ d; o+ N7 Y, R3.5.2 目标逼近方法 115! N/ c' E0 l4 H# [
3.5.3 目标逼近方法的改进 116
$ N" W8 Z' j3 q4 N a3.5.4 范例分析 117; f' N; |9 b: l# S1 z
第4章 工程优化算法及其MATLAB实现(二)——大规模算法 123, j- O- c7 ^9 a, I# n
4.1 工程优化算法基本原理 125
7 X1 v$ T. L2 S7 Q4 y- Q4.1.1 信赖域法 1252 y! C6 i! O% R
4.1.2 预处理共轭梯度法(PCG法) 125
! L1 I9 u9 y* R- Z: b4.1.3 线性约束问题 126/ \( e: c- O% I, l4 r6 |
4.2 非线性等式求解算法及实现 128! \$ m/ L- k8 w! }& A8 `, ~
4.2.1 非线性等式求解算法简介 128
; |0 H! Y9 T: V/ F$ y4.2.2 范例分析 128+ A: C$ }4 [- y5 _$ Z1 T
4.3 非线性最小二乘问题 132
# O# n8 i4 s2 [% h/ s& i4.3.1 非线性最小二乘问题简介 132, B8 g1 o+ w# k! a
4.3.2 范例分析 132
. N2 t; `4 g& F) E4.4 非线性最小化问题 1330 L l# P6 J7 {8 J0 B3 f8 O, t
4.4.1 非线性最小化问题简介 1333 Y; d0 Y4 h6 n( b+ q) q
4.4.2 范例分析 134- H% i N p$ m$ G3 R8 @- p) P
4.5 二次规划问题 145
5 a0 i" Q+ L$ P( K4.5.1 二次规划问题简介 145
4 ?* X6 |- {- C& r" e% Z4.5.2 范例分析 145
% C) S% c9 H& ^4.6 线性最小二乘问题 148+ ~- ?. X: M& g2 U2 l6 ?9 t
4.6.1 线性最小二乘问题简介 148
2 J" M' n9 R& K1 l% n. y4.6.2 范例分析 1496 [7 D, H% L l& ^
4.7 大规模线性优化问题 150
+ f, O2 J, i8 ?& U% Q4.7.1 大规模线性优化问题简介 150
4 x! m2 I U/ `( ?2 D; A4.7.2 范例分析 152
3 G: b g4 r# g' V" X6 w第5章 工程优化算法及其MATLAB实现(三)——遗传算法 155
: i4 P4 _) y/ |% B; M5.1 引言 155
: b5 f% c" N3 ] v( [3 f9 K5.2 遗传算法简介 156
9 ]' U6 F s0 p y5.2.1 遗传算法的基本步骤 156! V. d" b4 W. b2 ~# Y7 W
5.2.2 遗传算法的特点 157& R. [9 f* S+ ]7 V7 _+ @; b5 s
5.2.3 遗传算法在工程优化中的应用 157% _; M- X; P2 \" k/ u0 R0 a
5.3 遗传算法的MATLAB实现 158
5 c7 H1 }1 G) |( Y4 Y1 J" i2 N5.4 范例分析 166* U2 G7 f0 _* L4 r- _
5.4.1 一维变量优化问题 166
) a+ K2 r7 i) u+ V8 \ k' b# w5.4.2 多维变量优化问题 170
+ l& S2 t( O& j3 N5.5 遗传优化算法的工程应用 1734 h7 E% q K; [* H1 @
5.5.1 遗传算法在无约束优化中的应用 1739 d R! M o) l, u# s
5.5.2 遗传算法在非线性规划中的应用 1770 b& ^0 A- l1 ?7 V" i! J- l0 V' p
5.5.3 遗传算法在可靠性优化中的应用 181
I a& H8 i/ Y8 K2 v5.5.4 遗传算法在车间布局优化中的应用 185
: K2 E" I' r3 m5.5.5 遗传算法在参数优化中的应用 191
0 z/ w! `7 m+ M5.5.6 遗传算法在动态系统最优控制中的应用 198
' F* w k" v' W7 D* o% i第6章 优化工具箱的工程应用实例 219! J5 H6 ~8 l3 @1 b- a& J+ K+ G( X
6.1 引言 219
5 I% {0 I Y/ m! ~9 b6.2 优化工具箱在生产计划规划中的应用 219
8 T4 K) @: G' S6 v% i6.2.1 农业生产计划的优化安排 220+ O2 q' U* d7 z
6.2.2 工厂生产的优化调度 2238 o. E: |% s. S8 C
6.3 优化工具箱在配料中的应用 2271 ?* t8 l( C3 V& k$ M1 l& J
6.4 优化工具箱在投资领域中的应用 2301 G% m. q* q, i5 Q
6.4.1 资金最优使用方案 2309 d+ ^! J4 g" k4 _" C' g0 ]
6.4.2 资金投资优化组合决策 2332 b. ~; d% \# A$ ?: u5 x; q5 k2 f n
6.5 优化工具箱在优化设计中的应用 238: ^* J0 T7 p1 K( V7 P( }8 j
6.6 优化工具箱在信号处理中的应用 244" O& C& P; X0 X& [9 g ?
6.7 优化工具箱在生物代谢分析中的应用 247
# t l9 G5 y T& ^0 m6 I: K1 X6.7.1 生物代谢网络优化 247- W' d8 r4 o! }3 ]1 E, l
6.7.2 确定微生物反应代谢途径 251% j: D" t1 {7 A" ~3 N( `
6.8 优化工具箱在大规模规划中的应用 255* M6 k- P8 x5 A, b
6.8.1 分子构造问题 255
# a) D* ?- S8 h2 x N6.8.2 马戏团帐篷曲面形成问题 2593 Y' D3 Q7 t7 t- J/ V% L5 u
附录A MATLAB命令和函数参考 263
1 g+ a/ c' y# K4 B( QA.1 常用命令参考 263
( ^$ U- p3 x7 t, RA.2 常用函数参考 266
, M, L) g+ p+ e OA.3 工具箱函数参考 2796 p" h% H. ?5 R" }# W! \5 Q
附录B MATLAB 6.5的新特性 303
6 _5 M+ _8 X7 b- i$ z* UB.1 Simulink 5.0的新特性 303
4 x" l6 H. T1 {; C. s; }* \ qB.2 MathWorks Release 13新产品 303
6 r9 i( \6 X5 M+ T; a- o6 u附录C MATLAB 6.5安装问题指南 3073 o% Q1 T1 j/ K5 @: f% O2 s
C.1 MATLAB 6.5为什么安装后不能启动 307, O5 K/ M7 @( b+ m+ g8 |
C.2 安装时更新Java虚拟机的问题 309
" n; [: w+ E8 k( ^6 V* VC.3 PDF文档的获取 3093 d; o2 q1 }. S: u
附录D 遗传算法中的部分函数代码 311, k0 c* y$ c) M8 z" i
参考文献 321 |
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