优化方法程序库OPB-1 原理及使用说明PDF电子书下载

目录 1

第一章 　优化算法和优化软件 1

1．优化方法和优化软件的发展简况 1

1.1　优化计算方法概述 1

1.2　国际上优化软件的发展简况 2

1.3　我国优化方法及软件的研究情况 3

2．研制优化方法程序库的意义及展望 3

参考文献一 4

第二章 　优化方法程序库OPB-1概述 5

1．程序库OPB-1的总体结构 5

2.1　常用优化方法程序包DOP-2 6

2．OPB-1中主要算法程序的内容及特点 6

2.2　约束变尺度法程序CVM01 7

2.3　序列二次规划算法程序MARQ 7

2.4　广义简约梯度法程序GRG-2及其改进型GRG-C 8

2.5　混合罚函数法程序MPOP 8

2.6　混合离散变量优化程序MDOD 8

3．优化方法程序库OPB的特点及发展趋势 9

4．关于使用优化方法程序库OPB-1的几点说明 10

4.1　OPB-1规定的数学模型标准格式 10

4.2　编写主程序MAIN 11

4.3　编写函数子程序FNT 12

参考文献二 12

2.1　硬件环境 13

2．微型计算机优化方法程序库MOPB-1的内容及总体结构 13

2.2　MOPB-1的内容及总体结构 13

1．概述 13

第三章 微型计算机的优化方法程序库MOPB-1和PC-OPB-1 13

2.3　总控程序CONTR及主程序MAIN 14

2.4　优化方法程序包 15

3．优化方法程序库MOPB-1的功能及特点 15

3.1　MOPB-1的功能 15

3.2　MOPB-1的特点 16

4．微型计算机优化方法程序库PC-OPB-1简介 16

参考文献三 17

第四章 　常用优化方法程序包DOP-2 18

1．程序包DOP-2的组成、结构和特点 18

1.1　程序包DOP-2的组成及结构 18

1.2　程序包DOP-2的主要特点 20

2.1　外点罚函数法及程序EXPEN 21

2．常用约束最优化算法 21

2.2　内点罚函数法及程序IPENAL 25

2.3　增广Lagrange乘子法及程序MULPEN 28

2.4　可行方向法及程序FEAS 30

3．常用无约束最优化算法 33

3.1　共轭方向法及程序CONDIR 34

3.2　DFP变尺度法及程序DFPM 36

3.3　BFCS变尺度法 38

3.4　最速下降法及程序STEEP 39

3.5　共轭梯度法及程序CONGRA 40

4．一维搜索 41

4.1　黄金分割法及程序GOLD 41

4.2　二次插值法及程序QUAD 42

5.3　可行初始点子程序START 43

5.2　检验约束条件子程序CONSTR 43

5.1　函数子程序及梯度子程序 43

5．公用子程序的功能说明 43

4.3　搜索区间的确定（及程序RANGE） 43

6．程序包DOP-2的使用说明 44

6.1　程序包DOP-2的输入信息 44

6.2　程序包DOP-2的输出信息 46

参考文献四 48

第五章 　约束变尺度法及程序CVM01 49

1．概述 49

1.1　程序CVM01的发展概况 49

1.2　程序CVM01的特点及适用范围 49

2．程序CVM01的算法原理 50

2.1　二次规划子问题QP的形成 50

2.2　Powell算法的基本原理 53

2.3　监控技术及其应用 57

2.4　其他改进措施 61

2.5　程序CVM01的算法步骤 63

2.6　程序CVM01的数值结果分析及应用 67

3．程序CVM01的分析 70

3.1　程序CVM01的结构及特点 70

3.2　主要标识符的说明 71

3.3　主要子程序的功能及分析 73

4．程序CVM01的使用说明 75

4.1　输入信息的说明 75

4.2　输出信息的说明 77

4.3　计算实例 79

参考文献五 82

2.1　Biggs型二次逼近法的数学原理 83

2．程序MARQ的算法原理 83

1．概述 83

第六章 　序列二次规划算法及程序MARQ 83

2.2　程序MARQ的计算方法 86

2.3　Lagrange函数Hesse矩阵逆阵的近似与逼近 87

2.4　不精确一维搜索 89

2.5　起作用约束集与单调性分析技术 90

3．MARQ程序分析 93

3.1　程序结构 93

3.2　主要子程序分析 95

4．程序MARQ的使用说明 96

4.1　输入信息说明 96

4.2　运行实例 97

参考文献六 97

1.1　程序GRG-2和GRG-C的发展概况 98

1.2　程序GRG-2的特点及应用情况 98

第七章 广义简约梯度法及程序GRG-2和GRG-C 98

1．概述 98

1.3　程序GRG-C的特点 99

2．程序GRG-2的算法原理 100

2.1　广义简约梯度法的数学原理 100

2.2　程序GRG-2的算法设计 112

3．程序GRG-C采用的改进措施 122

3.1　单调性分析技术的应用 122

3.2　专家系统思想的应用 125

3.3　人机对话的处理方式 127

4．程序GRG-2和GRG-C的结构分析 128

4.1　总体算法流程 128

4.2　程序的总体结构 131

4.3　主要子程序的功能及分析 132

4.4　GRG-2和GRG-C程序的主要标识符 141

5．程序GRG-2和GRG-C的使用说明 144

5.1　存贮需求 145

5.2　数据准备及输入信息 145

5.3　输出信息的说明及其处理 153

5.4　应用举例 157

参考文献七 161

第八章 　混合罚函数法及程序MPOP 162

1．概述 162

1.1　程序MPOP的发展过程 162

1.2　程序MPOP的特点 162

2.1　混合罚函数法 163

2．程序MPOP的算法原理及其算法 163

2.2　罚因子初始值r（0）的选取 164

2.3　收敛准则 165

2.4　混合罚函数法的计算步骤 166

2.5　寻找可行点的方法 166

2.6　序列无约束极小化过程中初始点的外推 169

2.7　一维搜索的四点三次插值方法 170

3．程序MPOP的分析 174

3.1　总体结构 174

3.2　主要子程序的分析 176

3.3　主要标识符说明 193

4．程序MPOP的使用说明 197

4.1　用户提供的子程序 197

4.2　人机对话输入数据的方法 198

4.4　解题举例 204

4.3　卡片输入数据 204

4.5　输出信息说明 205

参考文献八 209

第九章 　约束非线性混合离散变量优化方法及程序MDOD 210

1．概述 210

1.1　研究混合离散变量优化方法的意义 210

1.2　程序MDOD的发展 211

1.3　程序MDOD的特点及应用 213

2．混合离散变量优化设计方法的基本概念 214

2.1　混合离散变量优化设计的数学模型 214

2.2　离散设计变量及离散设计空间 214

2.3 连续变量的离散化 216

2.4 混合离散变量问题的最优解 217

3.1　基本理论 219

3．程序MDOD的算法原理 219

3.2　程序MDOD算法的构造 226

4．程序MDOD的分析 234

4.1　程序MDOD的总体结构 234

4.2　主要标识符说明 234

4.3　主要子程序说明 235

4.4　程序的考核及评价 237

5．程序MDOD的使用说明 241

5.1　程序MDOD的功能 241

5.2　调用程序MDOD的规则 243

5.3　输入数据和输出说明 244

5.4　应用举例 245

参考文献九 247

1.1　考核的目的及意义 249

第十章 　优化方法程序库的考核及评价 249

1．概述 249

1.2　程序库OPB考核的基本情况 250

2．评价准则 250

2.1　几种评价准则与评价方法 250

2.2　可靠性评价指标的确定 252

2.3　有效性评价指标的确定 254

3．考题的选择 256

3.1　考题选择的原则 256

3.2　考题的分类原则 257

3.3　无约束优化考题的特性分析 258

3.4　有约束优化考题的特性分析 258

4．考核结果及分析 276

4.1　无约束优化方法的考核结果及分析 276

4.2　有约束优化方法的考核结果及分析 278

参考文献十 281

附录Ⅰ 微型计算机常用优化方法程序库PC-OPB-1使用说明 282

1．概述 282

1.1　前言 282

1.2　常用优化方法程序包OPB-1的总体结构 282

1.3　基本调用方法 282

1.4　运行前准备工作 283

1.5　运行操作步骤 285

2．数学规划算法程序包DOP使用说明 285

2.1　结构 285

2.2　输出信息的基本内容 286

2.3　外罚函数程序EXPEN的操作及运行实例 286

2.4　增广乘子法MULPEN操作及运行实例 287

3.2　操作及运行实例 288

3．约束变尺度法程序包CVM01使用说明 288

3.1　算法原理 288

4．拟牛顿乘子法程序QNM01使用说明 290

4.1　算法原理 290

4.2　操作说明 290

5．序列二次规划法程序MARQ使用说明 292

5.1　算法原理 292

5.2　操作说明及考题实例 292

6．广义简约梯度法程序GRG-C使用说明 294

6.1　算法原理 294

6.2　编写主程序和函数子程序的说明 294

6.3　操作说明 294

7.2　操作说明 296

7.1　算法原理 296

7．混合罚函数法程序MPOP使用说明 296

8．混合离散变量规划程序MDOD使用说明 299

8.1　算法原理 299

8.2　用户准备工作 299

8.3　操作与运行实例 301

附录Ⅱ 本课题主要研制人员名单 303

附录Ⅲ 微型计算机优化方法程序库PC-OPB-1源程序 304

1．DOP源程序 304

2．CVM01源程序 329

3．MARQ源程序 354

4．GRG-C源程序 366

5．MPOP源程序 410

6．MDOD源程序 449