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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 18 S) W2 _1 c6 S3 x
1.1 引言 11 c5 I6 P/ ~( I. e0 y
1.2 MATLAB 6.5语言简介 2
& {3 ^ p4 f3 Z0 q' a2 ~* a1.2.1 MATLAB的产生背景及主要产品 2
: [8 n8 `3 y$ S: U9 f1.2.2 MATLAB语言的特点 44 B* E+ p: o' U+ i# D
1.2.3 MATLAB 6.5的新特点 5% U# T3 n5 p& T0 w) p' k; H* Z" B
1.3 MATLAB 6.5优化工具箱的特点 6; k/ \0 X& p0 v2 T8 I8 e. n# U
1.4 MATLAB 6.5优化工具箱工程应用简介 7
$ ]' o8 Y' ^3 w2 I8 ~# b+ N1.4.1 优化工具箱的工程应用功能 7
+ I( a4 l8 ]) u. t8 O1.4.2 优化工具箱的工程应用步骤 8: T; q2 T# [/ i3 ?0 B4 L
1.5 优化问题的工程背景 8
1 A: v8 G/ O) W$ i- N/ P6 ?) k& N1.5.1 线性规划 8/ F3 i a( R$ J9 f+ o& c
1.5.2 整数规划 9
5 N+ |- `( U2 ?0 t/ {2 S2 j# ?1.5.3 多目标优化决策 9% Y; }2 z6 q& F- U+ W P
1.5.4 动态规划 10
. R: k) O, _. Z, F% K5 B第2章 优化理论基础及其优化工具箱函数选用 11
" y. ?) q5 A* ?* W5 z! q2.1 概述 11
, M. R0 r! u1 D7 k: f q2.1.1 最优化问题的基本概念 11& ^2 ]8 }' H1 h1 G# \) @
2.1.2 最优化问题分类 12
9 p2 ^3 o$ ^% h8 J7 {! V; W2 W2.1.3 大规模系统优化问题 125 V' z# Z d; P% C5 A; z: G
2.2 线性规划及其优化工具箱函数选用 13
8 L# m( O3 c1 H, b4 \2.2.1 基本理论 130 x9 ~. `. {: O% U& I: k, P) D' D
2.2.2 优化工具箱函数选用 15
2 A3 e% k: E4 h/ T- ~2.2.3 工程应用举例 16
& _+ ]# r! H! | M3 b2.3 无约束非线性规划 17
) P* @" s( M( }; r8 \8 u! K. C2.3.1 基本理论 17 W [, c0 [5 c) o
2.3.2 优化工具箱函数的选用 28
- m7 W+ i- T( e8 L( }# a8 |2.3.3 工程应用举例 294 ?4 O8 G# R0 R# M U* ~
2.4 约束最优化及其优化工具箱函数选用 30
/ i1 Y" u0 S4 o6 x" o/ c1 d2.4.1 基本理论 30
$ U6 a2 u h9 j2.4.2 优化工具箱函数的选用 38
$ O3 y9 \/ Q. e8 f; }2.4.3 工程应用举例 41
1 l0 b) I# @- J! V% |1 L2.5 多目标规划及其优化工具箱函数选用 47
! O* z* C S3 z# V+ _2.5.1 基本理论 473 w2 Q {) l5 G/ V- e$ t
2.5.2 优化工具箱函数的选用 492 D4 h+ e+ a9 Y
2.5.3 工程应用举例 50: a4 o- ], T' G& q1 ]
2.6 大规模优化问题 51& i7 y8 p$ o# r. R4 E+ ?$ d8 h& ^, @, C
2.6.1 稀疏的离散牛顿法 52
6 u, c' \, }# a& ~7 d6 e$ c2.6.2 矩阵Cholesky分解和拟牛顿方程求解 52
2 `; o+ R' y! n, ?! o) R2.7 最小二乘优化及其优化工具箱函数选用 53
+ b# J! \7 O+ A( o3 Q2.7.1 基本理论 53
; s% ~" \2 z& q2.7.2 优化工具箱函数的选用 54: C$ Z, T. [: H- c! g; T: s
2.7.3 工程应用举例 56
% Q5 o" q7 K% V. y2.8 其他函数的工程应用 600 A3 b: S& H* e7 X/ L1 \0 }
2.8.1 方程求解函数 600 W6 t+ g6 f/ @# t
2.8.2 optimget函数 62! k& \+ M% E6 P
2.8.3 optimset函数 63' O: g: m- {' N: I t1 a( |5 D
2.9 综合范例演示 64
: D7 o9 ~7 [4 H* Q4 a2.9.1 求解“香蕉”(Banana)函数的最小值 64
" x. Z. r( ]3 |. R: [2.9.2 不稳定系统的求解 72
6 E9 M( l [ `5 S+ j3 B+ Q1 Y1 b2.9.3 曲线拟合问题 74, i" G- g9 i' e7 y: `
2.10 优化工具箱函数使用的常见问题及对策 773 U3 R. S4 E! |" n; @8 g
第3章 工程优化算法及其MATLAB实现(一)——标准算法 79
! i# c9 v! a$ M& M2 V7 |3.1 引言 79
* B6 W2 K( U0 \* R1 r3 @3.2 无约束优化算法及实现 80- Y4 F# V4 \& p3 m
3.2.1 拟牛顿(Quasi-Newton)方法 80
3 _" F) C7 W0 g( l: R3.2.2 线性搜索方法 83
' j9 g# w' a( Y1 Q- q3.2.3 范例分析 84
* r5 |% h$ Y2 t3 c8 J6 X3.3 约束优化算法及实现 85( x! P/ @5 ~7 @
3.3.1 可行方向法 86" p u3 q. s* L8 f
3.3.2 惩罚函数法 86
; N' h& x E5 z3 u3.3.3 二次规划(QP)算法及实现 875 M; t$ H4 D% c# r$ N& C& B- ]
3.3.4 范例分析 918 E) |* Q4 i3 y( \' X3 c
3.4 最小二乘优化算法及实现 109$ Y8 F& Z/ L6 Y+ U
3.4.1 Gauss-Newton方法 111: j4 K- Z* t" a R7 @
3.4.2 Levenberg-Marquardt方法 1119 J5 H5 T+ b! N7 P6 h) }) X
3.4.3 范例分析 113
+ I% {. C+ e$ S% @ `0 C7 x3 D3.5 多目标优化算法及实现 114+ Y+ q2 O0 ^# k2 u# i K
3.5.1 多目标优化算法介绍 115
2 }" J; M! P: |5 {3.5.2 目标逼近方法 115
7 w# `1 X( d9 q+ C4 X! o- L3.5.3 目标逼近方法的改进 1169 ^2 E: j9 ?$ q. j
3.5.4 范例分析 117. _- l3 T ~4 F V5 D
第4章 工程优化算法及其MATLAB实现(二)——大规模算法 123
. V" M& u$ m1 Q- F4.1 工程优化算法基本原理 125
, r; x- V7 O- X6 \+ ~% T, h4.1.1 信赖域法 1254 y7 s1 O) i- Q' i8 H$ ^& m
4.1.2 预处理共轭梯度法(PCG法) 1252 S$ v% M; P/ n# ~8 Q1 p. ~
4.1.3 线性约束问题 1260 I0 f4 y# ?" ~2 E
4.2 非线性等式求解算法及实现 1288 I5 q+ o* m" ?8 l% F6 `& H4 G
4.2.1 非线性等式求解算法简介 128* ]% n1 K. s; X+ C6 k* r
4.2.2 范例分析 128; p* _2 K1 P, E+ x5 P X% k; ~3 r
4.3 非线性最小二乘问题 132
5 y3 O* C" ^' U: z, d- E m/ ^- h4.3.1 非线性最小二乘问题简介 132, V0 G- k' W3 b4 v
4.3.2 范例分析 132
2 `& S8 U+ q0 u+ s7 r1 k' R$ V% z$ I4.4 非线性最小化问题 133! d$ E$ R {# B d0 p9 I v2 G/ d6 H
4.4.1 非线性最小化问题简介 1337 ^" c2 Z& U' L2 y+ Q, O
4.4.2 范例分析 134
: K; S; v9 p+ R/ s4.5 二次规划问题 145
5 {3 @+ d; j/ v% @6 x$ f2 |: i$ C4.5.1 二次规划问题简介 145- _$ Q m- x3 H q
4.5.2 范例分析 145/ K9 a9 [1 B) r/ l' I9 e$ v f
4.6 线性最小二乘问题 148! k8 R8 r8 E4 F5 C% ^3 B# M
4.6.1 线性最小二乘问题简介 148) Z* V) _, [/ _# N. ]/ a
4.6.2 范例分析 1495 p3 I/ H4 G5 X! s$ M w y
4.7 大规模线性优化问题 150
( g" d+ O3 a0 e. G, S/ @6 E4 {9 g) v1 i4.7.1 大规模线性优化问题简介 150
9 U0 I0 X& T' ?4 t+ N% [' \4.7.2 范例分析 152
. e' `% N1 ~$ Y$ C第5章 工程优化算法及其MATLAB实现(三)——遗传算法 155
( s8 u' R- n( W2 Z6 I; C5.1 引言 155
; m4 S1 D9 b! Y% ~1 H5.2 遗传算法简介 156
0 A$ N$ }) g: Y, a. S5.2.1 遗传算法的基本步骤 156
3 D) |5 ?. |, K) P/ ?5.2.2 遗传算法的特点 157
/ b1 n L5 q' C8 x0 _. ?5.2.3 遗传算法在工程优化中的应用 157
$ K1 j/ n$ J5 c- v' r6 u5.3 遗传算法的MATLAB实现 158
: P8 @0 K5 m5 S l9 l& j/ h5.4 范例分析 166
" z' ^! t: L0 U8 e* C. @+ L5.4.1 一维变量优化问题 166
' D+ K7 e/ \, |) {) a6 }; r5.4.2 多维变量优化问题 170
) {5 |3 v$ o: l! M/ c5.5 遗传优化算法的工程应用 173
% M% V# M+ j+ c* m5.5.1 遗传算法在无约束优化中的应用 173( d6 @3 R9 s7 o5 M; F
5.5.2 遗传算法在非线性规划中的应用 1776 n- N, V5 V( S" ^; I; |
5.5.3 遗传算法在可靠性优化中的应用 181
. M, e4 s& K' J* o5.5.4 遗传算法在车间布局优化中的应用 185# S9 Q" n: L& [, Z
5.5.5 遗传算法在参数优化中的应用 1916 F7 D& [3 X+ h
5.5.6 遗传算法在动态系统最优控制中的应用 1986 ~+ [! g. S# a2 b
第6章 优化工具箱的工程应用实例 2198 h. b( `7 w( M6 S) ? `+ ^
6.1 引言 219
- r8 Z! p) ?+ s5 F6.2 优化工具箱在生产计划规划中的应用 219/ Z# ?1 y Z0 I& n" p7 i* R. n- x D, N
6.2.1 农业生产计划的优化安排 220
2 e5 f* K& Q0 n# s9 f6.2.2 工厂生产的优化调度 223
8 k. `7 N' }9 o' X- v5 S6.3 优化工具箱在配料中的应用 227
" ^ U1 F: g: w; r& @' c% M# W6.4 优化工具箱在投资领域中的应用 230' E/ ^5 K6 d+ r- G4 o( t
6.4.1 资金最优使用方案 230
- u% I- J2 u( T8 |# k V6.4.2 资金投资优化组合决策 233, O' B2 G7 F4 m- X4 a# W, H3 h
6.5 优化工具箱在优化设计中的应用 238
9 w% B4 Y0 f4 F6.6 优化工具箱在信号处理中的应用 244% [1 v1 M4 ?: P' H* V: r3 p
6.7 优化工具箱在生物代谢分析中的应用 247* s. t) x" W( ^6 v/ G9 N# X
6.7.1 生物代谢网络优化 247( P6 N) E- r, O3 S2 U! |3 R
6.7.2 确定微生物反应代谢途径 251
' |: H" ], c2 W- T( i6.8 优化工具箱在大规模规划中的应用 255; M- t0 i+ K( Q8 E7 i2 u7 v- A6 N
6.8.1 分子构造问题 255
. Q5 b" P4 E e5 {. y, ^% A6.8.2 马戏团帐篷曲面形成问题 259
9 n1 U& p5 ~ \* d附录A MATLAB命令和函数参考 263
5 @. J$ t/ H5 u8 p% O1 g+ x+ P* [A.1 常用命令参考 263 L# _- N' {4 b/ J, C
A.2 常用函数参考 266
( g2 d5 l, K3 C" |5 W7 FA.3 工具箱函数参考 279
( h6 {0 h! D' o4 l: }* n( ~* \! Q/ |; e附录B MATLAB 6.5的新特性 303
2 B* g$ y/ b+ r- ^B.1 Simulink 5.0的新特性 303
* K! g9 e/ t" u8 e$ VB.2 MathWorks Release 13新产品 3036 v) O- k7 _2 K1 w( \+ m
附录C MATLAB 6.5安装问题指南 307' J9 S1 v! @- H3 L: m- ]$ h
C.1 MATLAB 6.5为什么安装后不能启动 307
9 r" b: B" ~/ _9 h3 vC.2 安装时更新Java虚拟机的问题 3096 V) h% G5 Q ~1 t# c1 k
C.3 PDF文档的获取 309! \" w; y+ Y! l$ t6 j( C6 c: e
附录D 遗传算法中的部分函数代码 3110 g9 D- j! V1 L, k* x% S
参考文献 321 |
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