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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 |
| 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。 |
| 所属专业方向: |
软件 |
| 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" e9 u8 R. F$ J* I6 F1 }8 x
1.1 引言 17 T/ W6 Y- z8 `1 }) q4 f
1.2 MATLAB 6.5语言简介 21 K# W( x0 b1 R8 w8 q
1.2.1 MATLAB的产生背景及主要产品 29 @0 ~0 @* w0 j$ e, Y/ D, Z/ K9 \9 S
1.2.2 MATLAB语言的特点 4
+ A, C# z9 o% d; Y9 n8 ]" a5 T1.2.3 MATLAB 6.5的新特点 5# |. X6 F: ^* l, u
1.3 MATLAB 6.5优化工具箱的特点 6' I+ A+ h* `* p8 G D5 ?5 x+ @
1.4 MATLAB 6.5优化工具箱工程应用简介 76 T8 P( W- s. K' f) N& Y) R& A. F
1.4.1 优化工具箱的工程应用功能 7
* F9 q0 N. b" }4 j! N8 j% b1.4.2 优化工具箱的工程应用步骤 8% `5 k5 e" @7 O' v3 r$ r/ J. m
1.5 优化问题的工程背景 8
% I( R) z5 f' s6 _' [1.5.1 线性规划 82 ]5 S7 P, K* u% y
1.5.2 整数规划 9
) n7 i- H- n! Y) R8 {1.5.3 多目标优化决策 94 T j9 b1 F: ]5 ?4 P& n6 {6 T
1.5.4 动态规划 10
1 g1 |( I. N; L) u1 V第2章 优化理论基础及其优化工具箱函数选用 11
+ z0 Y4 R: N3 a r& ]2.1 概述 11- w! J# g, ^, s+ P6 O3 [
2.1.1 最优化问题的基本概念 11
, n& _& P+ z% U2.1.2 最优化问题分类 12
" E' k: ` z8 L3 |2.1.3 大规模系统优化问题 12) V) A$ e7 m. g& v0 ?% {2 {
2.2 线性规划及其优化工具箱函数选用 133 M0 P, } q# [" \' S
2.2.1 基本理论 13
7 k' @, K$ |7 b2.2.2 优化工具箱函数选用 150 z, j! Q' q1 k; Z! G
2.2.3 工程应用举例 16
6 K( j7 N. e$ X `6 z2.3 无约束非线性规划 17( R, j+ S+ }" ^1 l/ F x
2.3.1 基本理论 17
) [# `! s7 Q3 a9 a& @7 Z- E% q2.3.2 优化工具箱函数的选用 28
: I- M# v' n0 M: p) I2 ]2.3.3 工程应用举例 29
9 U. K- g: V7 B2.4 约束最优化及其优化工具箱函数选用 30' y1 E S' r2 x
2.4.1 基本理论 30* f+ R9 l# i. J$ g8 R; P
2.4.2 优化工具箱函数的选用 38
/ ~ e6 ^4 _' l# X8 o5 o2.4.3 工程应用举例 41
1 n2 L* X: n; V/ ]- E6 }3 k& V6 C3 z2.5 多目标规划及其优化工具箱函数选用 47
" m0 v/ j/ y, r0 `. d2.5.1 基本理论 47
2 O, V1 |5 C4 C9 k: P2.5.2 优化工具箱函数的选用 492 G1 k* Z( o3 [+ h
2.5.3 工程应用举例 50
& T$ E$ ]8 h4 i7 ^. y; C3 {2.6 大规模优化问题 51
( e8 H& s& F% z/ l8 e' C2.6.1 稀疏的离散牛顿法 52
+ T" J" F4 Y: v5 h2 I2.6.2 矩阵Cholesky分解和拟牛顿方程求解 52
9 L1 D( H% a3 F7 |2 {8 K& u2.7 最小二乘优化及其优化工具箱函数选用 533 V! m" s4 Z9 N5 v
2.7.1 基本理论 53
- e$ \% x' L- f: n2.7.2 优化工具箱函数的选用 54
* `0 C5 y$ X# e' J* A3 T# n% f2.7.3 工程应用举例 56- Q% ~% Y7 o0 Z8 }
2.8 其他函数的工程应用 609 {* w( w6 G5 |( @8 U1 m! A
2.8.1 方程求解函数 60
% S2 R" [) o* z; T$ _2.8.2 optimget函数 62$ W- w* P$ z/ n4 T6 \
2.8.3 optimset函数 63: `) `+ R# K! L8 D& G6 E
2.9 综合范例演示 64
: p7 G3 w' n5 O' t2.9.1 求解“香蕉”(Banana)函数的最小值 64
; y, m( G u9 p; r0 N2.9.2 不稳定系统的求解 72" C7 K8 ~) J* p; A9 h+ W3 u( X
2.9.3 曲线拟合问题 74
/ ? u5 \# p( c; p3 C! f! Q2.10 优化工具箱函数使用的常见问题及对策 77* w8 ~# ^' l4 K T! y
第3章 工程优化算法及其MATLAB实现(一)——标准算法 79
; v2 i; s9 \- u; K2 W$ a" x* `3.1 引言 79, {; i6 a$ u, V' }( k% z3 a
3.2 无约束优化算法及实现 804 t) F# C" f) o
3.2.1 拟牛顿(Quasi-Newton)方法 80
/ ^9 v3 y7 E P" ?- K3.2.2 线性搜索方法 838 s- V0 w+ J8 T* C
3.2.3 范例分析 846 Y% s: t7 Z( V+ G- h, ]/ \* |
3.3 约束优化算法及实现 85. ^1 `% o$ n2 C ~0 I. t4 R9 P$ O9 P
3.3.1 可行方向法 862 |+ w* ?4 J6 b0 G' Q
3.3.2 惩罚函数法 86
( R( u4 Z! e0 O- c. A9 a9 L3.3.3 二次规划(QP)算法及实现 87; e$ n3 F5 r% y- @/ H- T
3.3.4 范例分析 91
1 t# y1 p/ V% R1 n& \" N3.4 最小二乘优化算法及实现 109
( F7 z+ G& a8 \+ |3.4.1 Gauss-Newton方法 111
( c% b" r, l5 X4 P2 M- X5 Z3.4.2 Levenberg-Marquardt方法 1117 Q s: o% \& a' J+ U
3.4.3 范例分析 1139 Q" C5 [% R( k4 E3 ]7 K( S
3.5 多目标优化算法及实现 114: c/ l' q$ `( X. T
3.5.1 多目标优化算法介绍 115
" a/ H* L) @% ]/ s5 L" [3.5.2 目标逼近方法 115# T: K/ U, H/ D- {: \
3.5.3 目标逼近方法的改进 116, r O9 A* x3 {- V6 `% _3 @
3.5.4 范例分析 117
* \3 J& a h% _9 I {, p5 c8 j, m第4章 工程优化算法及其MATLAB实现(二)——大规模算法 123
+ c. a6 l6 ?) w( Q* A! K4.1 工程优化算法基本原理 125
# Q* [$ B* ?. x0 l0 n2 e4.1.1 信赖域法 125
6 {2 v' R4 K; M* a4.1.2 预处理共轭梯度法(PCG法) 125
: x! W# Q, K) `9 J0 r3 \4.1.3 线性约束问题 126
2 w0 s. j) M8 ]! H+ E( f$ q$ m, p4.2 非线性等式求解算法及实现 128% p9 }$ U9 I" u! G: }, u8 ~2 _
4.2.1 非线性等式求解算法简介 128
# o/ o" ]/ {3 g% Q1 @4.2.2 范例分析 128! D' L: |. k1 _, t% G0 f5 O
4.3 非线性最小二乘问题 132
! S# R. E) U! y b' O7 J4.3.1 非线性最小二乘问题简介 132 W' K/ b4 x( _0 G7 k7 P7 j
4.3.2 范例分析 132
! [5 V+ Q6 O% [+ ?: _; ^4.4 非线性最小化问题 1339 v$ S, s; p8 G1 S5 ?) A L
4.4.1 非线性最小化问题简介 1338 w% }1 h' u1 ^. i( T
4.4.2 范例分析 134 ~0 m9 x5 w: E5 R7 H
4.5 二次规划问题 145
: ]' t- x- U- i9 d: _) S4.5.1 二次规划问题简介 145
; v2 s8 ~+ Z) _4.5.2 范例分析 145- q( p) W% }7 W B3 Z4 R4 I6 b
4.6 线性最小二乘问题 148
; K* @( Y9 P7 ~, G4.6.1 线性最小二乘问题简介 1483 k& B) N7 A1 d5 ~8 s4 F
4.6.2 范例分析 149
( W) Z0 p3 g8 o5 P6 z) B4.7 大规模线性优化问题 150$ @# j: q$ w4 F* s: ^/ h" r3 ?1 G4 d
4.7.1 大规模线性优化问题简介 150
1 c2 X: i. _8 x; H5 B. M) n4 F& I- J) s0 i4.7.2 范例分析 152- F1 [& o4 ?% n
第5章 工程优化算法及其MATLAB实现(三)——遗传算法 155
& Q7 x& C; m0 g _( O5.1 引言 155+ A3 B% G: I. ]
5.2 遗传算法简介 156+ @; g- s' H) v0 S7 o p0 W
5.2.1 遗传算法的基本步骤 156
) ]& u: d* L t/ X- b7 o: v: Y5.2.2 遗传算法的特点 157
, @' v6 v. G8 `+ {, b F5.2.3 遗传算法在工程优化中的应用 157, f% t7 _; t8 h9 W+ I- v0 K7 h
5.3 遗传算法的MATLAB实现 1586 a! G1 K- h+ ~) o& d: Z
5.4 范例分析 166
e' r3 ?3 L2 @- j0 H5.4.1 一维变量优化问题 166+ d, A9 ~; C$ Z% C
5.4.2 多维变量优化问题 170
! |+ y0 a7 G- @) }, j7 Z5.5 遗传优化算法的工程应用 173: R3 P9 y, X, J. I
5.5.1 遗传算法在无约束优化中的应用 173
1 t% v0 r: j) o; r! X- ?+ b# T5.5.2 遗传算法在非线性规划中的应用 177
' @6 ^+ ~5 c' @) G& Y' W# k5.5.3 遗传算法在可靠性优化中的应用 181 C! k# l. a& w" W0 U0 p! |
5.5.4 遗传算法在车间布局优化中的应用 1851 m6 p# P' K5 p$ J$ ?) [7 D
5.5.5 遗传算法在参数优化中的应用 191
/ [. h# X4 P8 f/ @/ f: C+ t5.5.6 遗传算法在动态系统最优控制中的应用 198
5 {8 C6 }% l8 R4 m# f: x第6章 优化工具箱的工程应用实例 219( Z+ r% B8 k8 T% V; o
6.1 引言 219
+ s1 j% c& z; v+ l/ G' P6.2 优化工具箱在生产计划规划中的应用 219
- K9 U0 c0 j* M6 c, A- P! f6.2.1 农业生产计划的优化安排 220 \% N" }) z7 y* l" S" i. Y. q
6.2.2 工厂生产的优化调度 223( L5 Z |2 c) D1 \2 h% O
6.3 优化工具箱在配料中的应用 227: V" ?$ C, P" N0 K# F0 e
6.4 优化工具箱在投资领域中的应用 230
( H' f& w3 N* F6.4.1 资金最优使用方案 230
* r! ]) s, [- E- A6.4.2 资金投资优化组合决策 233
& d2 @' a6 C/ r( S! }6.5 优化工具箱在优化设计中的应用 238. r& O' c' B( Z0 s# e& N3 U% Q0 Z. W
6.6 优化工具箱在信号处理中的应用 244
& A* g/ V, W3 s! ~4 P6.7 优化工具箱在生物代谢分析中的应用 247! l2 o! F4 ^% e; t$ b
6.7.1 生物代谢网络优化 247' [; n# M# M' U: |8 q# ~
6.7.2 确定微生物反应代谢途径 251
+ o v5 x N9 q0 s. c) V6.8 优化工具箱在大规模规划中的应用 255" ^" h& U6 l4 z( T* d4 }8 B8 F6 R
6.8.1 分子构造问题 255" p' l# }* D! |; w- ]/ f
6.8.2 马戏团帐篷曲面形成问题 2596 ]* x. w( {- U' p# r9 v* M1 s( V* z
附录A MATLAB命令和函数参考 263' c* g6 R* K* H! H) z! i# j# O; N
A.1 常用命令参考 263- Z9 S1 G% E+ O! [
A.2 常用函数参考 2666 }* e' W- d: J( r2 U" b* R8 V
A.3 工具箱函数参考 279 S' d! i9 a) A9 e6 S+ ]
附录B MATLAB 6.5的新特性 303
; @! Q/ N; A0 G: |( w/ YB.1 Simulink 5.0的新特性 3036 Y0 _; J$ C! f' `% D8 O
B.2 MathWorks Release 13新产品 303
2 x9 a& i4 E! `3 t& g5 [5 y. E2 S附录C MATLAB 6.5安装问题指南 307$ A* ^1 s2 D! q |+ Z' M
C.1 MATLAB 6.5为什么安装后不能启动 307
0 [; ]2 S& b* n1 y- h& \C.2 安装时更新Java虚拟机的问题 3095 F+ A$ A6 v" w# T5 T
C.3 PDF文档的获取 309
9 u! J8 W3 [, j7 w3 Q d8 Y附录D 遗传算法中的部分函数代码 3119 p+ f: s$ w u
参考文献 321 |
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