优化设计导引
出版时间：2010年版
丛编项： 高等学校教材
内容简介
《优化设计导引》内容由三篇十一章及两个附录构成。第1篇“引论”，阐释现代设计方法、优化设计的内容；第2篇“数学原理”，介绍最优化方法的数学规划解法，包括解析法与数值法共五类求解方法及其特点；第3篇“工程应用”，讨论如何解决优化设计中的数学建模难题等问题，提供了较大量的优化设计工程应用成果实例；附录一为用C语言编写的一些数值方法的源程序，附录二给出了全书习题参考答案。全书概念清晰、知识新颖，各篇章原理与应用相连，理论与实践结合。本书既可作为高等院校材料类、机械类、化工类乃至管理工程等专业高年级本科生以及研究生的专业、公共课教材，也可作为相关专业的考博参考书，对于从事材料成形加工、机械设计与制造、化工过程与装备等工程技术/科研人员，以及企事业单位的管理人员均有良好的参考作用。
目录
第1篇 引论
第1章 现代设计方法总述
1.1 现代设计方法的涵义及基本特征
1.1.1 现代设计方法的涵义
1.1.2 现代与传统设计方法的区别和联系
1.1.3 现代设计方法的基本特征
1.2 现代机械设计思想与设计方法分类
1.2.1 现代机械设计思想
1.2.2 现代机械设计方法的分类
1.3 较新颖的现代（机械）设计方法简介
1.3.1 创新设计
1.3.2 生命周期设计
1.3.3 虚拟设计
1.3.4 稳健设计
1.3.5 并行设计
1.3.6 智能设计
第2篇 数学原理
第2章 优化设计概述
2.1 最优化方法的定义与发展简史
2.1.1 定义及地位
2.1.2 发展简史
2.2 最优化问题数学模型的构成
2.2.1 性能指标
2.2.2 设计变量
2.2.3 约束条件
2.2.4 目标函数
2.3 最优化问题的分类
2.4 数学符号的简要说明
2.5 最优化方法的解题步骤
2.6 广义最优化方法的种类
2.7 优化设计效果举例
习题
第3章 经典解析法
3.1 微分学中求极值
3.1.1 一元函数的极值
3.1.2 二元函数的极值
3.1.3 多元函数的极值
3.2 无约束最优化问题
3.3 常用微分公式
3.4 凸集与凸函数
3.4.1 凸集
3.4.2 凸函数
3.4.3 凸函数的判据
3.4.4 凸函数的极值
3.5 等式约束最优化问题
3.5.1 消元法
3.5.2 拉格朗日乘子法
3.6 不等式约束最优化问题
3.6.1 二维问题
3.6.2 多维问题
3.7 变分学中求极值
3.7.1 泛函的驻值
3.7.2 泛函中边界条件的物理意义
习题
第4章 线性规划与非线性规划法
4.1 线性规划的数学模型
4.1.1 数学模型的一般形式
4.1.2 典型问题数学模型实例
4.2 线性规划的图解法
4.3 线性规划的基本性质
4.4 单纯形及其求解法
4.4.1 单纯形及算法特点
4.4.2 单纯形解法计算步骤
4.5 整数线性规划
4.5.1 几个典型问题
4.5.2 整数线性规划的解法
4.6 非线性规划的数学模型
4.6.1 非线性规划的种类
4.6.2 最优解的特点
4.7 库恩－图克定理
4.7.1 不等式约束问题极值条件
4.7.2 库恩－图克定理的解释
4.8 关于非线性整数规划
习题
第5章 直接搜索数值解法
5.1 进退法
5.1.1 搜索最优点
5.1.2 搜索最优区间
5.2 黄金分割法
5.2.1 区间消去法的基本原理
5.2.2 黄金分割法的特点和步骤
5.2.3 典型应用举例
5.3 二次插值法
5.3.1 插值原理
5.3.2 计算步骤
5.4 有理插值法
5.5 坐标轮换法
5.6 步长加速法
5.7 共轭方向法
5.8 单纯形算法
5.9 随机搜索法
5.9.1 随机跳跃法
5.9.2 随机走步法
5.9.3 带一维搜索的随机走步法
习题
第6章 间接搜索数值解法
6.1 最优梯度法
6.1.1 梯度与梯度方向
6.1.2 迭代公式
6.1.3 计算步骤与特点
6.1.4 关于收敛性与收敛准则
6.2 共轭梯度法
6.2.1 共轭方向的构成
6.2.2 共轭梯度法的特点
6.2.3 迭代步骤
6.3 牛顿法与阻尼牛顿法
6.3.1 牛顿法
6.3.2 阻尼牛顿法
6.4 变尺度法
6.4.1 尺度矩阵
6.4.2 迭代步骤
6.4.3 几何解释与算法特点
6.5 综合性例题
习题
第7章 约束最优化问题数值解法
7.1 罚函数法
7.1.1 外点法
7.1.2 内点法
7.1.3 混合点法
7.2 增广乘子法
7.2.1 等式约束的问题
7.2.2 不等式约束的问题
7.2.3 兼有等式和不等式约束的问题
7.3 序列二次规划算法
7.4 锯齿法
7.5 投影梯度法
7.5.1 线性等式约束的问题
7.5.2 非线性等式约束的问题
7.6 可行方向法
7.6.1 迭代步骤与可行方向的确定
7.6.2 关于验收标准
7.7 消元法
7.8 复合形法
7.8.1 方法的要点
7.8.2 迭代步骤与应用举例
7.9 多种解法题例
习题
第3篇 工程应用
第8章 数学模型的建立
8.1 概述
8.2 数学模型的要求
8.3 建模的步骤及要点
8.4 建模的方法
8.5 完善数学模型的技巧
8.5.1 数学模型的尺度变换
8.5.2 数据表和线图资料的使用
8.6 建模举例
第9章 多目标与广义最优化方法
9.1 多目标最优化问题的处理
9.1.1 分析抉择法
9.1.2 相互协调法
9.1.3 目标主次法
9.1.4 加权组合法
9.2 广义最优化方法
9.2.1 数学规划法
9.2.2 图解法
9.2.3 实验法
9.2.4 情况研究法
第10章 优化设计工程应用实例
【例10－1】拱顶罐顶板的优化排版法
【例10－2】缩口凹模半锥角优化设计
【例10－3】减速器齿轮啮合参数的优化设计
【例10－4】凸轮机构的优化设计
【例10—5】钢板下料的优化处理
【例10－6】冲裁件解析法优化排样
【例10－7】冲天炉的优化配料
【例10—8】优选法在冷压装配中的应用
【例10－9】汽车覆盖件冲压方向的优化
【例10－10】开式压力机机身优化设计
【例10—11】机器零部件综合优化设计
【例10－12】大型剪切机尺寸优化设计
【例10－13】冲压工艺方案确定的广义最优化
【例10—14】情况研究法优选换向器整体冷锻用材
【例10－15】电机换向器冷锻模冲头锥角最优化
【例10－16】 电机换向器冷锻模凹模结构参数优化
第11章 优化设计方法及应用的新进展
11.1 相关知识
11.1.1 应用数学
11.1.2 数学规划
11.1.3 广义最优化
11.1.4 最优化方法、技术、设计
11.2 新的发展与新的应用
11.2.1 方法与原理方面的新发展
11.2.2 应用方面的新动向
附录一 源程序代码
（1）进退法
（2）黄金分割法
（3）坐标轮换法
（4）共轭方向法
（5）最优梯度法
（6）共轭梯度法
（7）变尺度法
（8）罚函数内点法
（9）增广乘子法
附录二 习题参考答案
参考文献
