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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' o7 D/ S: w u& F1 I2 x1 x5 J
1.1 引言 11 N0 c, g4 O; e' Y4 l9 O
1.2 MATLAB 6.5语言简介 2
; O. P6 i8 g6 o% y) ^ `: j1.2.1 MATLAB的产生背景及主要产品 2
2 s, |2 f, L: e+ N5 l3 f1.2.2 MATLAB语言的特点 4
) G: r. J7 a) m! W% b& H1.2.3 MATLAB 6.5的新特点 5
( Z' b& G/ [3 n1.3 MATLAB 6.5优化工具箱的特点 67 H s% }. Q( [
1.4 MATLAB 6.5优化工具箱工程应用简介 7
4 ~2 m, ?, z+ z1 {) A" {& i1.4.1 优化工具箱的工程应用功能 7
$ a b* |0 Q. m, |) o1.4.2 优化工具箱的工程应用步骤 8
* u. F- o7 p2 C+ A( w- l6 E1.5 优化问题的工程背景 85 K2 G" ~9 v/ ?/ i
1.5.1 线性规划 8
$ L) x5 z+ U+ y- `1.5.2 整数规划 9$ `( _8 o4 P5 o; ~, {+ C$ g# v: f
1.5.3 多目标优化决策 9
/ M; t4 J3 X7 t! E4 @$ [6 r1.5.4 动态规划 10# B/ p j' X' O! a
第2章 优化理论基础及其优化工具箱函数选用 11
+ q: Q/ }* @5 Q& O4 \) i2.1 概述 11
0 l1 ~& b6 |, D; n6 W% k2.1.1 最优化问题的基本概念 11- a+ i x2 A, W+ Y9 b/ I* o
2.1.2 最优化问题分类 12
s# s& G: J( K$ h6 t3 q2.1.3 大规模系统优化问题 12
0 X1 ^$ E6 Q" N( J9 I- @! ^1 z2.2 线性规划及其优化工具箱函数选用 13
3 z; i+ V' q. X2.2.1 基本理论 13
# V9 J9 N0 h0 W, q2.2.2 优化工具箱函数选用 15
! I+ k1 v, V D" u2 k/ B* h2.2.3 工程应用举例 16
. D; X ~0 B/ f q7 U6 g2.3 无约束非线性规划 17
: @+ g; \# q3 I: s8 E5 ?2.3.1 基本理论 17
* K# _( l8 ^& H$ q* r! G% Z, `7 J2.3.2 优化工具箱函数的选用 28
5 V) d. P1 G$ ~7 E( C0 ]2.3.3 工程应用举例 29
0 q$ ~4 q- r: i4 d2.4 约束最优化及其优化工具箱函数选用 30
' E$ I/ l% v! Y; @8 r: e9 k& H2.4.1 基本理论 30: L* `6 x2 ?$ Y6 n# m l! }
2.4.2 优化工具箱函数的选用 38
& y3 \& q/ \8 Z6 }2.4.3 工程应用举例 41( x0 @; m2 O; H8 r
2.5 多目标规划及其优化工具箱函数选用 476 t2 m1 X9 K5 s& F
2.5.1 基本理论 471 H+ g4 \$ ^) N- S/ s
2.5.2 优化工具箱函数的选用 499 r F+ z8 X d& a6 A0 I' S8 O0 ~
2.5.3 工程应用举例 50" T) a. ?9 U* R9 J
2.6 大规模优化问题 51/ b$ e' \; ?; A
2.6.1 稀疏的离散牛顿法 52* h8 l4 `. l5 b2 t* }3 a8 H
2.6.2 矩阵Cholesky分解和拟牛顿方程求解 52
3 H/ p2 s7 f% M$ d! K# ~2.7 最小二乘优化及其优化工具箱函数选用 53" f# F3 q0 h! t) b" U/ ^* r
2.7.1 基本理论 531 w4 A# r; u6 F1 v& J4 m |
2.7.2 优化工具箱函数的选用 54. [/ H5 @9 N | o% x7 j
2.7.3 工程应用举例 56( ^. u5 Y" `% ` |' T0 `+ g
2.8 其他函数的工程应用 60* j* a& i0 C. m% o! _* j/ K9 l
2.8.1 方程求解函数 60
, ?$ c1 Z: }/ x# c6 ]2.8.2 optimget函数 62+ B7 x n, d4 X2 h0 j+ w: y
2.8.3 optimset函数 630 E5 a; Y2 l1 m1 {+ z
2.9 综合范例演示 64
6 t- Z# } D. j0 P3 F: j) @2.9.1 求解“香蕉”(Banana)函数的最小值 64. ?/ P+ F, L1 e
2.9.2 不稳定系统的求解 72; f0 w' r& M; x9 H. U
2.9.3 曲线拟合问题 74/ S& W5 s$ \1 _2 j: B" S
2.10 优化工具箱函数使用的常见问题及对策 77# ?) R* M$ y4 O. W& Y* @
第3章 工程优化算法及其MATLAB实现(一)——标准算法 79" M7 w; V$ Q5 E: m
3.1 引言 79, J: U$ o k- {( o: L @8 }
3.2 无约束优化算法及实现 80
& a; c' f. G* f4 ]; v4 v' h3.2.1 拟牛顿(Quasi-Newton)方法 806 o8 \! u p6 h- T& E7 ~- Y4 c3 a2 ~
3.2.2 线性搜索方法 83
1 b9 d: n* U+ Q/ P3.2.3 范例分析 84" Z S4 G# v- ?; F; {7 N
3.3 约束优化算法及实现 85& s6 F5 R1 v2 F7 p. [4 Z2 l
3.3.1 可行方向法 863 a. e- C3 U! |7 _
3.3.2 惩罚函数法 86
! h I" [% d* v5 ~' C3.3.3 二次规划(QP)算法及实现 877 Q, Z+ `$ R$ v3 Q9 }) Z+ D
3.3.4 范例分析 91
9 a& j* I1 \9 x/ x+ ~; V3.4 最小二乘优化算法及实现 1095 F2 n5 b5 Z/ o7 }
3.4.1 Gauss-Newton方法 111- l3 J: g6 T0 }/ a
3.4.2 Levenberg-Marquardt方法 111/ l+ q/ I+ C, F! W7 H
3.4.3 范例分析 113
6 u9 q$ Z' R% {, Z( t# @2 ]3.5 多目标优化算法及实现 1148 f& y$ h$ _! w5 U: z) l2 i; \7 V+ `
3.5.1 多目标优化算法介绍 115
7 s% e4 ]; C/ L( C) }6 I) C2 H2 p( a3.5.2 目标逼近方法 1155 [9 Q9 p3 j: R. w
3.5.3 目标逼近方法的改进 116
6 |8 j8 A0 c2 {3.5.4 范例分析 117
! {# _. y+ U8 I6 w2 ?第4章 工程优化算法及其MATLAB实现(二)——大规模算法 123
& d1 a m" a# U3 B+ G" k4.1 工程优化算法基本原理 125, F. x2 F/ g8 q; u. b2 e+ [
4.1.1 信赖域法 1256 L! F. t% a* z# D. E3 `% j
4.1.2 预处理共轭梯度法(PCG法) 1253 ~+ s1 ]0 l3 K
4.1.3 线性约束问题 126/ x5 j& Q& a: O$ z1 \
4.2 非线性等式求解算法及实现 128" e" u% c. x/ z/ ]0 Y$ u6 P
4.2.1 非线性等式求解算法简介 128- j0 k: F! K% y1 G9 H
4.2.2 范例分析 128
5 P. u( ?+ h B7 j: |5 E4 U4.3 非线性最小二乘问题 132# h* n/ T! Z& g* t) M# [- K" w+ f
4.3.1 非线性最小二乘问题简介 132
5 i+ r; Z# n9 q; R4 m' L- g) t! W4.3.2 范例分析 132
5 j- ?" \8 @8 x5 E4.4 非线性最小化问题 1331 A3 G9 e& ?6 C, y4 i. f
4.4.1 非线性最小化问题简介 133
2 ?2 ?. ~, G! C. n/ r0 e- V4.4.2 范例分析 1344 z) A* ^ g7 y) w
4.5 二次规划问题 145. J# O k3 C: H- q0 i/ F( }
4.5.1 二次规划问题简介 145
, B/ A% c n& z- \4 s! z% u6 k4.5.2 范例分析 145& r# g( E3 H& q) M- I
4.6 线性最小二乘问题 148- {+ I3 o& @6 {
4.6.1 线性最小二乘问题简介 148, p4 Z V" y1 t4 b
4.6.2 范例分析 149
+ j4 ^7 T& y! u0 F7 } J* R$ J# a4.7 大规模线性优化问题 150% C# Z1 Y4 ]3 |% B3 l' ^
4.7.1 大规模线性优化问题简介 150
1 G* X( F0 s7 c* x4.7.2 范例分析 1522 n/ ~- d5 h5 Y; q" G
第5章 工程优化算法及其MATLAB实现(三)——遗传算法 155( b& Y) _. n0 R$ M
5.1 引言 155/ m1 ~! p; {1 c$ `; J
5.2 遗传算法简介 156' @& `! q) Z3 K% Q; ~
5.2.1 遗传算法的基本步骤 156 b% W; W Q" }" e; j3 |+ b, M( m; T
5.2.2 遗传算法的特点 1575 i& e) |& y9 |# p* [! G) |
5.2.3 遗传算法在工程优化中的应用 157: V: D" I# U1 H3 \) o5 U' j3 X
5.3 遗传算法的MATLAB实现 158
% y& u3 Q' B7 k a5.4 范例分析 1667 a/ c( r! M% r
5.4.1 一维变量优化问题 1662 N( I" ?. O, |8 E3 P
5.4.2 多维变量优化问题 170
; u% {6 U4 n- `8 ?5.5 遗传优化算法的工程应用 173
& N# V5 C4 y& `+ T1 ]" \7 Q5.5.1 遗传算法在无约束优化中的应用 173; i8 X+ g# A& h- z
5.5.2 遗传算法在非线性规划中的应用 177
0 M( ?& h" c3 b- Y& U. c; {' y5.5.3 遗传算法在可靠性优化中的应用 181
2 _3 E% H% k. Q! v5.5.4 遗传算法在车间布局优化中的应用 185
+ U+ Y/ O1 Y M+ [5.5.5 遗传算法在参数优化中的应用 191
% h; `. I6 }4 L7 T& ^/ H: m( q5.5.6 遗传算法在动态系统最优控制中的应用 198* k8 }% J4 [, z9 m$ E
第6章 优化工具箱的工程应用实例 219
- A5 ?0 r. {* N ]9 x6.1 引言 2196 m4 }$ t4 c' p% Z r) V% e
6.2 优化工具箱在生产计划规划中的应用 219
- {+ k: k {7 D; p& c6.2.1 农业生产计划的优化安排 220& n4 _3 C* N+ W! I9 U" s4 R
6.2.2 工厂生产的优化调度 223
$ `4 O1 w3 D% t" V9 l8 t, x% ^6.3 优化工具箱在配料中的应用 227% w+ F( K" U" H% g; \9 ~
6.4 优化工具箱在投资领域中的应用 230
# K2 g3 `$ ]4 c2 y" Z( e* S: V1 r" o2 c6.4.1 资金最优使用方案 2308 d* K/ k1 ~" b9 I; c3 q
6.4.2 资金投资优化组合决策 233- }, o; ^# ~. k5 F6 Q7 |
6.5 优化工具箱在优化设计中的应用 238
4 U5 W/ m; Q- ~6.6 优化工具箱在信号处理中的应用 244
0 X: S. |. A, j) {& r6.7 优化工具箱在生物代谢分析中的应用 247
" D0 y9 Y) W2 v( a6.7.1 生物代谢网络优化 247
& |8 G1 c1 p6 i6.7.2 确定微生物反应代谢途径 2516 l! j0 W/ d; e" }
6.8 优化工具箱在大规模规划中的应用 255
# R% L7 K: @: c' L4 J6.8.1 分子构造问题 255, @! _; H g T2 i0 D
6.8.2 马戏团帐篷曲面形成问题 259+ Z% S7 _+ J% w% E; h' L$ g
附录A MATLAB命令和函数参考 263
8 q/ b/ \# q' WA.1 常用命令参考 263
, _/ \& w8 }& Q' s3 o; S( ^A.2 常用函数参考 266: t7 x' m& Y5 A) ?" B7 ~
A.3 工具箱函数参考 279
- p) L" [8 y" Q& M2 p& z. K附录B MATLAB 6.5的新特性 303; r4 r, O \/ g; G& v8 L0 y U
B.1 Simulink 5.0的新特性 3030 y! H9 @' d2 Z0 M5 D9 U2 A) C0 ]
B.2 MathWorks Release 13新产品 303% i5 }6 h" u- J% _8 O
附录C MATLAB 6.5安装问题指南 3076 f! }# {/ t1 S! e
C.1 MATLAB 6.5为什么安装后不能启动 307
, V) U" X, f% M& YC.2 安装时更新Java虚拟机的问题 309* H+ f i; h9 [& Y* m/ M
C.3 PDF文档的获取 309
$ }3 B; s: k- |9 ~8 Z附录D 遗传算法中的部分函数代码 311
& R& H8 l5 t* q5 E: y4 z参考文献 321 |
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