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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! f3 |- M1 n: o) U. R' x
1.1 引言 1
' V$ v7 u+ j% J1 n1.2 MATLAB 6.5语言简介 2) U3 j6 x; H) g# y3 W, @0 p8 c+ r
1.2.1 MATLAB的产生背景及主要产品 2# H# A, I# b5 {# l: J; E- D g# X
1.2.2 MATLAB语言的特点 4
/ @- R- m8 x8 s: |7 N' s% G1.2.3 MATLAB 6.5的新特点 5
9 |- O/ z* n6 L" W1.3 MATLAB 6.5优化工具箱的特点 6
) b( L+ z1 D% B3 p# p, }1.4 MATLAB 6.5优化工具箱工程应用简介 7
* K$ t( O6 {3 `7 B$ \4 w- R1.4.1 优化工具箱的工程应用功能 7' ]! u9 X1 X# u1 ^
1.4.2 优化工具箱的工程应用步骤 88 _8 ]5 d' y0 M! o
1.5 优化问题的工程背景 8% ]- e/ J4 A( y6 p5 K- {
1.5.1 线性规划 8
) W! h! A4 V" p9 S5 \1.5.2 整数规划 9" m$ U" x# H- d* ~5 I
1.5.3 多目标优化决策 9+ M4 k6 [5 H9 p! A B: M) Y: M
1.5.4 动态规划 10* y: h/ F& P& M) A; P( Q! {- f
第2章 优化理论基础及其优化工具箱函数选用 11
& c! J e1 v* \5 V2.1 概述 11
$ L& S) f' _) w9 Q2.1.1 最优化问题的基本概念 118 V O1 ~2 t, C/ X, d7 S; A# @
2.1.2 最优化问题分类 12
( R" o; w/ C# t4 _2.1.3 大规模系统优化问题 12% Z C' @8 J0 K0 V
2.2 线性规划及其优化工具箱函数选用 13* W* p# D9 ]; k
2.2.1 基本理论 13' X3 Y4 f0 L1 ^
2.2.2 优化工具箱函数选用 15
3 A) N6 J- o* m( f2.2.3 工程应用举例 16! Z( `6 d$ ^9 Y/ e% k
2.3 无约束非线性规划 17" S8 Y, ~- c. B% \. `3 r5 k1 e
2.3.1 基本理论 17
5 A* }: z9 [+ p! n2.3.2 优化工具箱函数的选用 28; S' Z2 l C: v+ o, l1 e1 q% J
2.3.3 工程应用举例 29
. R1 s; _2 m2 \2.4 约束最优化及其优化工具箱函数选用 30
) L7 `2 A* U4 z' e& D' c* }2.4.1 基本理论 30) o. o% x* N2 {' u- s2 C9 r
2.4.2 优化工具箱函数的选用 38$ ]/ b7 Z# Z- N* y9 h+ @9 F$ S
2.4.3 工程应用举例 41
$ L% C8 v0 [+ C( ^2.5 多目标规划及其优化工具箱函数选用 47% e/ F- d% U& u& f9 @, ]
2.5.1 基本理论 47
( x+ k/ z3 E% a2 s2 U2.5.2 优化工具箱函数的选用 49
/ ~# S5 E6 k5 N' _2.5.3 工程应用举例 50
6 V& H) {/ l; h; B2 Y2.6 大规模优化问题 51- E& a2 f2 m q9 O& c% ?
2.6.1 稀疏的离散牛顿法 52
4 H y& C3 [. [( a" Q8 m- E7 g4 E2.6.2 矩阵Cholesky分解和拟牛顿方程求解 525 l6 l; n9 ~% }# \' a1 _
2.7 最小二乘优化及其优化工具箱函数选用 53
7 }, ]/ y/ U9 }2.7.1 基本理论 53" z2 I' c) g3 c$ r+ i6 U$ P: d% H* [
2.7.2 优化工具箱函数的选用 54
% z) i" K% o: C7 G# |% p6 w/ i2.7.3 工程应用举例 56; [ d: I" `, ^+ F' P4 x2 ^; r
2.8 其他函数的工程应用 603 V2 E3 L4 C5 V- s
2.8.1 方程求解函数 60 v1 B% n' z. W G H
2.8.2 optimget函数 62
: Q6 I# S" v3 |4 R2.8.3 optimset函数 63
/ W. O w. E5 y) W2.9 综合范例演示 64! q- X5 ~# u, D/ M& T4 w3 C
2.9.1 求解“香蕉”(Banana)函数的最小值 64
2 B# H/ _' D2 j0 ]5 C2.9.2 不稳定系统的求解 72& k1 n( G9 ~4 e7 G9 s, ?' [
2.9.3 曲线拟合问题 74
1 O9 P7 @$ |) e2.10 优化工具箱函数使用的常见问题及对策 77
8 _. k$ A/ B, K9 i7 A, |3 R第3章 工程优化算法及其MATLAB实现(一)——标准算法 795 c6 W* C& L1 ^ s, t; Z. V
3.1 引言 79* ?+ U8 I+ o0 c/ q1 z
3.2 无约束优化算法及实现 80
5 p/ i j1 W, F3.2.1 拟牛顿(Quasi-Newton)方法 80
3 c' G, [1 p( G" B3 z1 u3.2.2 线性搜索方法 83
" J P7 [) I: G; ^1 |% Q3.2.3 范例分析 845 t K6 W' r9 u) J
3.3 约束优化算法及实现 857 l1 ]: s9 @* ]- P6 T3 V `
3.3.1 可行方向法 864 B& j) K! E& V3 Y) _8 J7 H
3.3.2 惩罚函数法 864 A2 ^, j& q- T$ t
3.3.3 二次规划(QP)算法及实现 87
6 D4 r: m. w, P9 D, |) F% [% p3.3.4 范例分析 912 Q+ i5 `* y7 `- K' `* F
3.4 最小二乘优化算法及实现 109$ w# f4 c3 y; z- m4 X5 J0 h, M$ Y
3.4.1 Gauss-Newton方法 111
- h6 G! C- |, ~6 V& d4 t0 m3.4.2 Levenberg-Marquardt方法 111
) m" x% j1 V1 g. `5 S; f3.4.3 范例分析 113, Y$ ?* U+ I3 @+ R
3.5 多目标优化算法及实现 114
" d$ a8 K0 ~( W/ y/ S0 U& x3.5.1 多目标优化算法介绍 115
+ {# D C! c/ x4 ], l# i3.5.2 目标逼近方法 115 M, z" J1 Z! B( P- J) [, Z- a! _
3.5.3 目标逼近方法的改进 116
- B, Z8 V2 S4 c! K6 r3.5.4 范例分析 1177 l4 \ S4 l1 z% g5 e& e" s
第4章 工程优化算法及其MATLAB实现(二)——大规模算法 123( ?! [3 u% z* o0 ~ t+ p
4.1 工程优化算法基本原理 125
' m2 d! G- E! V8 E1 i) ]; X4.1.1 信赖域法 125 B/ `* B% ?4 e# k4 g" {. `. o
4.1.2 预处理共轭梯度法(PCG法) 125( v% w8 j# E' _: H* j
4.1.3 线性约束问题 126; X4 z& O- g4 R% i
4.2 非线性等式求解算法及实现 128- M2 A; q" S: S
4.2.1 非线性等式求解算法简介 128 P0 G( Z$ h8 U& y; y
4.2.2 范例分析 128
( _. ~: n4 j( L0 B2 d) t4.3 非线性最小二乘问题 132% ?2 y/ e, |" v3 y9 o
4.3.1 非线性最小二乘问题简介 132
4 a: j8 q$ J" x) {* a4.3.2 范例分析 132% h% |' o+ z( O
4.4 非线性最小化问题 133
" T+ t6 U! S2 S: D% n4.4.1 非线性最小化问题简介 133% Q C J2 m# b2 q
4.4.2 范例分析 1341 K% q: v2 x# {' S& g3 l8 g
4.5 二次规划问题 145
' ^ R' X1 W' p4.5.1 二次规划问题简介 145) ^2 K, a* y! N4 w3 C0 N2 W
4.5.2 范例分析 145" n/ l; `% z- {0 j# ^# r
4.6 线性最小二乘问题 148% w* a- O c& |! D& i& ~
4.6.1 线性最小二乘问题简介 148" c: @& Y3 [. p5 Q: i; M
4.6.2 范例分析 149
4 o% l G+ P% g9 a8 {. q4.7 大规模线性优化问题 150' l* G; w0 I: O/ Q) G
4.7.1 大规模线性优化问题简介 150
& X- J4 _) q) @% F4.7.2 范例分析 152) B: C4 X) ]+ ?* E8 y- a
第5章 工程优化算法及其MATLAB实现(三)——遗传算法 1554 @ [. I% m; I) `/ }8 \- z: P
5.1 引言 155
* S$ k8 L5 L+ u% G+ H0 I1 V5.2 遗传算法简介 1563 T# w2 c/ j1 U( O5 F" ?( R5 @
5.2.1 遗传算法的基本步骤 156
1 F4 f/ Y& M. j* L7 ?) u y# {5.2.2 遗传算法的特点 157
9 \5 j0 n4 l8 w( T5.2.3 遗传算法在工程优化中的应用 157
/ \, U r8 ?7 s% H5.3 遗传算法的MATLAB实现 158 T7 i1 D) ` F2 `) k* I; G$ }$ B
5.4 范例分析 166
% P2 g R& S" N4 T' o @% k5.4.1 一维变量优化问题 166
! w0 P' R+ h/ z7 o0 N5.4.2 多维变量优化问题 170
8 Y) v& H7 M! h; A8 i, R4 n4 V5.5 遗传优化算法的工程应用 173; |, B$ v7 R \ r3 }
5.5.1 遗传算法在无约束优化中的应用 173/ Z* g$ @* W( m$ @
5.5.2 遗传算法在非线性规划中的应用 177( M' g! u0 V/ W' N- Y9 _& f$ L" b" ]/ x
5.5.3 遗传算法在可靠性优化中的应用 181
0 y: ]3 N3 y6 T$ ^9 q( n* P6 Z7 T( k5.5.4 遗传算法在车间布局优化中的应用 185 X1 K( q0 x& S; q
5.5.5 遗传算法在参数优化中的应用 1919 d2 O- Z" C4 w
5.5.6 遗传算法在动态系统最优控制中的应用 198
) S) V6 \# V1 ? L- J9 \第6章 优化工具箱的工程应用实例 219
& i/ d$ b) t7 s9 p! n+ }# U6 `; T6.1 引言 219/ c7 z- Z& ?" O" _6 U
6.2 优化工具箱在生产计划规划中的应用 219
6 A( T/ D, J; m6 C! N j: p6 d# r6.2.1 农业生产计划的优化安排 220
; g) c+ H% G9 l4 q4 ?2 n/ ]+ F% x6.2.2 工厂生产的优化调度 223
! ^' r* {- e* c; g6 E- N6.3 优化工具箱在配料中的应用 227
) c0 T5 S0 o; L+ V; i) \/ }9 T5 l6.4 优化工具箱在投资领域中的应用 230
: }1 G/ l/ N/ I: n& N7 u1 t6.4.1 资金最优使用方案 2305 @, }; h' f+ u/ [3 j$ ]
6.4.2 资金投资优化组合决策 233
, M3 U8 \5 `5 Z3 g2 T6.5 优化工具箱在优化设计中的应用 238
8 S( }1 s3 {' i6.6 优化工具箱在信号处理中的应用 244) s* L5 q: F* R' q4 q8 L
6.7 优化工具箱在生物代谢分析中的应用 247
% Q0 B: J# ?% A4 W( g7 T y6.7.1 生物代谢网络优化 247
; H( L8 C- _0 j! ~2 y, U$ D' k6 T8 d6.7.2 确定微生物反应代谢途径 251
- }3 C/ Z$ C9 I% g/ R6.8 优化工具箱在大规模规划中的应用 255
6 Y4 V5 o; P# ^: ]- y+ o6.8.1 分子构造问题 255; Z. i$ D; Q- L* {
6.8.2 马戏团帐篷曲面形成问题 2598 M% G ?; K" S J! `% {6 b
附录A MATLAB命令和函数参考 263
# _6 p8 M. u& J, h$ l3 w [' t' i. ]A.1 常用命令参考 263
( t; V5 k" J+ ], A& p7 Y9 hA.2 常用函数参考 266
- v) W, x9 y' SA.3 工具箱函数参考 279- l9 ]# Y6 u. d$ @9 [
附录B MATLAB 6.5的新特性 303
; x" u8 G# R1 E$ J8 g, ]% cB.1 Simulink 5.0的新特性 303# y9 w/ F7 @7 V5 v( i
B.2 MathWorks Release 13新产品 303( f8 A; Z8 B; h, g7 L) i' y
附录C MATLAB 6.5安装问题指南 307: T0 X) V" ~/ ?( A( a
C.1 MATLAB 6.5为什么安装后不能启动 307
& }, v% J2 [$ o* }C.2 安装时更新Java虚拟机的问题 309
. D; ~+ I/ V% t" ^6 lC.3 PDF文档的获取 309
4 F$ s" n% n7 y; {! O附录D 遗传算法中的部分函数代码 311
3 x, j5 s& A4 n1 m3 x参考文献 321 |
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