機械優化設計

本書重點介紹了優化設計概述、優化設計的數學基礎、一維搜索方法、無約束優化方法、線性規劃、約束優化方法、多目標及離散變量優化方法、優化設計方法在機械設計中的應用及Matlab 在機械優化設計中的應用。 ^[1] 

同時，本書融入了編者多年來在機械優化設計方面的一部分研究成果。通過對本書的學習，讀者可以掌握機械優化設計的基本思想、原理、設計過程和應用。本書可作為高等院校機械類本科生、研究生教材，也可供有關專業師生及工程技術人員參考。 ^[1] 

第1章優化設計概述1

1.1從傳統設計到優化設計1

1.2優化設計發展概況2

1.3優化設計問題示例3

1.3.1壓桿的優化設計3

1.3.2平面四杆機構優化設計4

1.4優化設計的數學模型6

1.4.1設計變量6

1.4.2約束條件6

1.4.3可行域與非可行域7

1.4.4目標函數7

1.4.5優化設計的數學模型8

1.5優化設計問題的幾何解釋9

1.6優化設計問題的基本解法10

習題12

第2章優化設計的數學基礎14

2.1多元函數的方向導數與梯度14

2.2多元函數的泰勒展開式與海賽矩陣17

2.3無約束優化問題的極值條件20

2.4凸集、凸函數與凸規劃23

2.5等式約束優化問題的極值條件25

2.6不等式約束優化問題的極值條件29

習題38

第3章一維搜索方法39

3.1概述39

3.2搜索區間的確定與區間消去法原理40

3.3一維搜索的試探方法42

3.4一維搜索的插值方法45

習題50

第4章無約束優化方法51

4.1概述51

4.2最速下降法52

4.3牛頓類方法56

4.4座標輪換法58

4.5模式搜索法60

4.6共軛方向及共軛方向法61

4.7共軛梯度法65

4.8鮑威爾法70

4.9變尺度法76

4.10單形替換法85

習題89

第5章線性規劃90

5.1線性規劃的標準形式90

5.2線性規劃的基本性質93

5.2.1線性規劃的幾何意義93

5.2.2線性規劃的基本術語與基本性質94

5.3單純形法95

5.3.1單純形法的基本思想95

5.3.2單純形法的算法及其迭代過程99

5.3.3單純形表103

5.3.4單純形法的進一步討論106

5.4改進的單純形法110

習題114

第6章約束優化方法116

6.1概述116

6.2複合形法118

6.3隨機方向法125

6.4可行方向法128

6.5懲罰函數法137

6.6增廣乘子法148

6.7非線性規劃問題的線性化解法——線性逼近法155

6.8廣義簡約梯度法158

6.9二次規劃法168

習題170

第7章多目標及離散變量優化方法172

7.1多目標優化問題172

7.2多目標優化方法173

7.3離散變量優化問題181

7.4離散變量優化方法185

習題194〖LM〗

第8章優化設計方法在機械設計中的應用195

8.1機械優化設計的數學建模195

8.1.1機械優化設計的一般過程195

8.1.2建立數學模型的基本原則195

8.1.3數學模型的尺度變換197

8.2平面連桿機構的優化設計199

8.2.1曲柄搖桿機構再現已知運動規律的優化設計199

8.2.2曲柄搖桿機構再現已知運動軌跡的優化設計202

8.3圓柱齒輪減速器的優化設計203

8.3.1圓柱齒輪減速器優化設計數學模型的一般原則203

8.3.2圓柱齒輪減速器優化設計實例204

8.4雙向犁翻轉機構的優化設計207

8.4.1液壓翻轉機構的數學模型207

8.4.2液壓翻轉機構優化設計的數學模型209

8.4.3優化設計數學模型的求解及優化結果分析211

8.5根據插穴確定曲柄搖桿式分插機構參數的方法211

8.5.1模型建立211

8.5.2計算示例216

8.5.3在同一種土壤工況下，解決各插秧工況下分插機構參數變化的方法216

8.5.4結論216

8.6月生產計劃的最優設計217

習題219

第9章Matlab在機械優化設計中的應用221

9.1Matlab簡介221

9.2Matlab軟件在優化設計中的應用222

參考文獻237

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