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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* O: {; r# u- g' p
1.1 引言 1
. s ~6 D7 k: t k/ e1.2 MATLAB 6.5语言简介 2/ [4 J! v+ A' E! _/ G; U+ h: T: `) c
1.2.1 MATLAB的产生背景及主要产品 2# G: z. @/ H1 e/ o# a
1.2.2 MATLAB语言的特点 4
/ S: B# |9 K, |" N0 x2 |) M' p' m1.2.3 MATLAB 6.5的新特点 5! K3 j2 [8 W" Z0 O$ W% G
1.3 MATLAB 6.5优化工具箱的特点 62 F2 W- q7 O$ ]! m* P+ |
1.4 MATLAB 6.5优化工具箱工程应用简介 7. ?4 `0 d. \9 {9 ?$ q" ]: j( L
1.4.1 优化工具箱的工程应用功能 7; U- R7 h! _0 v8 n5 K6 o
1.4.2 优化工具箱的工程应用步骤 85 ~6 {# s" x0 q& \: ]7 k
1.5 优化问题的工程背景 8
6 Z0 p( L# J# Q/ x3 _+ M1.5.1 线性规划 8
, X9 U, e3 o* z# u5 b0 R1.5.2 整数规划 95 O1 n- u3 n) g8 x/ N
1.5.3 多目标优化决策 96 i0 B5 }' ~6 [6 F4 m e# S9 n
1.5.4 动态规划 104 z2 [7 b' ]. Q o! z* q4 `
第2章 优化理论基础及其优化工具箱函数选用 119 L4 r# w' b) m# d, V
2.1 概述 11. U9 q |. ~2 J( C2 C
2.1.1 最优化问题的基本概念 111 V- s4 q/ g6 o8 b
2.1.2 最优化问题分类 12& k5 Y! N5 ?. v- e7 }
2.1.3 大规模系统优化问题 12
" K P& E) p+ q- H* K2.2 线性规划及其优化工具箱函数选用 13. q. x1 b. m$ B8 R V1 _) u9 p
2.2.1 基本理论 13
6 P6 {) ~& Y& \3 t2.2.2 优化工具箱函数选用 157 ` X3 L& O/ T8 M G9 c: F
2.2.3 工程应用举例 16
' B1 r/ ?/ y/ C& Z8 }2.3 无约束非线性规划 17
4 ^5 q/ m9 z- C" Y( m$ z0 q: _% P& U3 @2.3.1 基本理论 17
, S4 c% n* E% X+ F( A$ y2.3.2 优化工具箱函数的选用 28& @8 O9 l5 o' E) \
2.3.3 工程应用举例 29) i( @: h! Y; g# J' A
2.4 约束最优化及其优化工具箱函数选用 30
f- J( ]0 T3 b+ W$ W2.4.1 基本理论 307 u) D- F1 ~; R4 @/ @( h9 j
2.4.2 优化工具箱函数的选用 38, ?3 s3 v; ^$ r& r# i6 s1 W: E
2.4.3 工程应用举例 41
/ X% H, e: u' ] Z; U2.5 多目标规划及其优化工具箱函数选用 47$ _8 l% X( Z! @) O9 f
2.5.1 基本理论 47
( ?, N5 k1 S7 D# L& Q1 ~: V2.5.2 优化工具箱函数的选用 49
6 \6 T, V2 v& o: N3 r2.5.3 工程应用举例 50# }9 h5 j6 v2 @0 n8 [) R
2.6 大规模优化问题 51
0 x' S8 h" s4 o$ G2.6.1 稀疏的离散牛顿法 524 T% ?. ?5 o4 s4 M
2.6.2 矩阵Cholesky分解和拟牛顿方程求解 52
, u8 ]4 i* }) M- [; L; D& {' g2.7 最小二乘优化及其优化工具箱函数选用 53. Q8 O% A" r8 L
2.7.1 基本理论 53
, u+ H, J8 a0 ?0 h/ V7 ~$ h2.7.2 优化工具箱函数的选用 549 d4 a$ x6 E. P; r: L- K
2.7.3 工程应用举例 56
& ^. Z/ U# v! h' H g2.8 其他函数的工程应用 60' [% F. ?$ W% ^ N
2.8.1 方程求解函数 60
! t- O* A* q4 z2.8.2 optimget函数 62
% c% n, z8 Z/ u) h- d* Z5 c- _2.8.3 optimset函数 63& @: x$ L0 _- Y e, G W( `# `
2.9 综合范例演示 64
9 c' V Y7 z, J: `2 i1 e! z2.9.1 求解“香蕉”(Banana)函数的最小值 649 B& ~, p4 I# n0 l
2.9.2 不稳定系统的求解 72% ^( Y: j5 @& z8 ~1 b9 y5 |
2.9.3 曲线拟合问题 74
' g- A( W$ X3 A& K" W2.10 优化工具箱函数使用的常见问题及对策 77' m2 v1 y9 l& o T0 t, N; C% K
第3章 工程优化算法及其MATLAB实现(一)——标准算法 79% v7 a* H5 e9 l9 r: j @: |6 u: t
3.1 引言 79
- U j( M3 n: ]" j3.2 无约束优化算法及实现 80, W7 X& K) @7 o4 b
3.2.1 拟牛顿(Quasi-Newton)方法 80
0 [' _: x$ w$ @4 G3 o7 t3.2.2 线性搜索方法 83. v8 Y' w0 y% R' o6 n& V
3.2.3 范例分析 842 C( n6 u4 m+ O. E
3.3 约束优化算法及实现 85 Z' t, [" C; Q
3.3.1 可行方向法 86
1 Z! q; `1 @: R. x+ i% J0 @* @3.3.2 惩罚函数法 869 u( d1 J( W, J; J
3.3.3 二次规划(QP)算法及实现 87' g5 x( |! V9 w! e _
3.3.4 范例分析 916 h5 J5 }/ y' {# u- p
3.4 最小二乘优化算法及实现 109
2 L/ s+ G7 p- h Q! L3.4.1 Gauss-Newton方法 1117 ~& e9 S6 U2 G
3.4.2 Levenberg-Marquardt方法 111# l, L, [- W0 c# Y! e
3.4.3 范例分析 113
+ W. c$ R3 h" w; y( } H, w- i3.5 多目标优化算法及实现 114
7 j0 `; o9 `5 D3.5.1 多目标优化算法介绍 115+ E8 H2 {! W2 U4 S* ~
3.5.2 目标逼近方法 115: x" V U9 F) k% y2 S( n
3.5.3 目标逼近方法的改进 116
Y+ l' m* s1 P/ m3.5.4 范例分析 1178 v+ U- {, {, p: u+ V) @: w
第4章 工程优化算法及其MATLAB实现(二)——大规模算法 1239 f- a9 s* w/ f3 \3 H8 H
4.1 工程优化算法基本原理 125
# Q$ F1 C1 S/ ^& x( }4.1.1 信赖域法 125* k; A3 \0 D1 s2 Q( n' J
4.1.2 预处理共轭梯度法(PCG法) 125- h$ b: i! W' f( o
4.1.3 线性约束问题 1263 ^) i" H6 S# l3 L8 q1 C
4.2 非线性等式求解算法及实现 128
0 J5 }* ^* o% H/ j6 s4.2.1 非线性等式求解算法简介 128, z. i1 D& }0 |# }* d5 W; T2 X
4.2.2 范例分析 128
/ o# P; {& x2 \. _4.3 非线性最小二乘问题 132
9 I5 a! b1 a8 S3 F+ B, P" z4.3.1 非线性最小二乘问题简介 132
0 Z6 U, G. d n* L4.3.2 范例分析 132
4 H/ I1 R- M! a- M4.4 非线性最小化问题 133; N% L1 y# N, E
4.4.1 非线性最小化问题简介 133" o' M: i) Y& e$ m
4.4.2 范例分析 134
- o2 o3 X5 M2 J6 @' f4.5 二次规划问题 145
8 i- d3 _8 U ^" b; D4.5.1 二次规划问题简介 145$ k: R- B6 v# B
4.5.2 范例分析 145* L' m0 `# j! S, N
4.6 线性最小二乘问题 148
$ T ~- r. P5 S/ J' {5 b: d4.6.1 线性最小二乘问题简介 1485 N9 s3 y" B/ F2 ?
4.6.2 范例分析 149
' x* A. G( B# @8 Y9 g4.7 大规模线性优化问题 1505 E# w' W3 v6 K( i
4.7.1 大规模线性优化问题简介 150
G7 q7 o( o4 C9 \3 g5 b4 _4.7.2 范例分析 1529 K+ ^! N+ M8 m
第5章 工程优化算法及其MATLAB实现(三)——遗传算法 155
+ x0 O/ j/ |3 z% M: |5.1 引言 155
/ F& V- v$ K2 {4 C1 v5.2 遗传算法简介 1567 r0 A; V0 G7 ^3 d+ I
5.2.1 遗传算法的基本步骤 156
2 H+ [: }/ V/ d1 f3 S, b, I9 f" ?0 L+ `2 s5.2.2 遗传算法的特点 157# k0 `: s2 |2 x
5.2.3 遗传算法在工程优化中的应用 1575 G/ ^( g2 c' T% ^) |
5.3 遗传算法的MATLAB实现 158. ?- m' Q. v0 D
5.4 范例分析 166
/ c% A: G' S) H! [9 R1 D1 C5.4.1 一维变量优化问题 166$ s' l6 S3 D; n3 s* L
5.4.2 多维变量优化问题 170
O. P2 p) \2 J6 Z, c5 `5.5 遗传优化算法的工程应用 1736 P+ v& Q" W. `% a
5.5.1 遗传算法在无约束优化中的应用 1739 q0 f$ i R1 ^. p
5.5.2 遗传算法在非线性规划中的应用 177
2 [. r1 P" J3 t: w" P3 K5.5.3 遗传算法在可靠性优化中的应用 1815 K4 e8 `7 H% }( c9 y
5.5.4 遗传算法在车间布局优化中的应用 185
4 @) W0 \ d$ p1 t- S Z' F5.5.5 遗传算法在参数优化中的应用 191& H+ ?) k- \* i0 `
5.5.6 遗传算法在动态系统最优控制中的应用 198( T P9 D- ~+ x& C+ s$ G, ^" v
第6章 优化工具箱的工程应用实例 2199 E7 ]3 F7 s, e# D7 U( Z
6.1 引言 219
8 T, V* f5 m, ]2 y6.2 优化工具箱在生产计划规划中的应用 2191 Q- w0 p, a5 L
6.2.1 农业生产计划的优化安排 2207 I- U! l+ [3 K; W( g! u
6.2.2 工厂生产的优化调度 223
) D4 r! }1 ]; M o6 U6 h6.3 优化工具箱在配料中的应用 227
( U' y# [6 {* W" Q; A. Q6.4 优化工具箱在投资领域中的应用 230) C5 L) _) E6 v9 U
6.4.1 资金最优使用方案 230) [! O' k6 z3 r" C' X
6.4.2 资金投资优化组合决策 233
0 D' R F' T1 w1 } q( V6.5 优化工具箱在优化设计中的应用 238
% d4 [/ A/ z9 L8 G; }9 q+ G2 O, Z6.6 优化工具箱在信号处理中的应用 244' t$ w H# A" m
6.7 优化工具箱在生物代谢分析中的应用 247
# O' K1 y, v! v) t& m" ?6.7.1 生物代谢网络优化 247! K8 p6 \: x6 q4 M! n
6.7.2 确定微生物反应代谢途径 251
% C% ~. G0 q, f$ _# R8 J6.8 优化工具箱在大规模规划中的应用 255
: C9 g5 t! i7 U" p2 M' C" X6.8.1 分子构造问题 255* l" }, J, v$ M2 K2 c* c
6.8.2 马戏团帐篷曲面形成问题 259
& U3 ?, i. `6 x附录A MATLAB命令和函数参考 263
0 R: o4 C. h- t( o. HA.1 常用命令参考 263
' }' I. O1 d3 N6 e/ RA.2 常用函数参考 266
! t. X7 J* A2 }% n5 I4 yA.3 工具箱函数参考 2791 Y0 }+ Q7 T3 ^" o) h
附录B MATLAB 6.5的新特性 303 A! X- S u) k+ o8 ^; s
B.1 Simulink 5.0的新特性 303
I2 |" z W; e; D, ~B.2 MathWorks Release 13新产品 303
% N' r+ E4 L4 j$ s J0 `附录C MATLAB 6.5安装问题指南 3076 `& ]; I5 l6 o. X4 X* ]$ f
C.1 MATLAB 6.5为什么安装后不能启动 307
) T9 }2 i& s' M; g9 \; sC.2 安装时更新Java虚拟机的问题 309
/ D2 e7 s% A# Z' KC.3 PDF文档的获取 309( n5 d4 @5 a' o* d4 X1 z* |, k
附录D 遗传算法中的部分函数代码 311
0 o& y9 J! C( }% Z$ T8 F* A' ^参考文献 321 |
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