机械优化设计方法PDF电子书下载

0-l 什么叫机械优化设计 1

二、内点惩罚函数法的算法和程序计算框图 1

前言 1

绪论 1

l-3 机械优化设计的数学模型及其分类 2

一、确定型模型和随机型模型 2

0-2 优化设计在机械设计中的作用 4

0-3 机械优化设计发展概况 6

第一章 机械优化设计的基本术语和数学模型 8

1-1 几个机械优化设计问题的示例 8

一、零件结构参数的优化 8

二、部件参数的优化 10

二、目标函数的尺度变换 13

三、连杆机构参数的优化 13

四、系统参数的优化 14

l-2 机械优化设计的基本术语 16

一、设计变量 17

一、约束几何规划的对偶方法 18

二、目标函数 18

三、设计约束 19

二、按目标函数和约束函数的质分类 22

三、按数学模型中设计变量和约束条件数量的分类 22

1-4 优化设计的一般过程及其几何解释 23

习题 24

一.函数的等值面(或线) 25

第二章 优化设计的某些基本概念和理论 25

2-1 目标函数与约束函数的某些基本性质 25

二、函数的最速下降方向 27

三、函数的近似表示式 30

四、函数的凸性 31

2-2 约束函数的集合及其性质 33

一、约束函数的集合 33

二、适时约束 34

三、适时约束集的超切平面 35

2-3 优化设计的最优解及其最优性条件 36

一、约束优化设计问题的最优解 36

二、约束优化设计问题的最优解条件 37

一、数值迭代法的基本思想和迭代格式 42

2-4 约束优化设计问题的迭代解法及收敛条件 42

二、数值迭代法的终止准则 43

三、K-T乘子的计算 45

习题 47

第三章 优化设计中几种常用的无约束最优化方法 48

3-l 一维搜索的最优化方法 48

一、搜索区间的确定 49

二、黄金分割法 50

三、二次插值法 52

3-2 多变量的坐标轮换法和Powell法 53

一、坐标轮换法 55

二、Powell法 59

3-3 多变量的梯度法和共轭梯度法 65

一、梯度法 65

二、共轭梯度法 67

3-4 多变量的牛顿法和DFP变尺度法 70

一、牛顿法 70

二、变尺度法 72

3-5 多变量无约束最优化方法小结 76

习题 77

第四章 约束优化设计的直接解法 78

4-1 约束优化设计直接解法的基本特点 78

4-2 约束随机方向搜索法 79

一、基本原理 79

二、算法、步骤和程序计算框图 82

三、应用示例 84

4-3 约束优化设计的复合形法 86

一、复合形法的基本原理 87

二、初始复合形的构成 88

三、复合形法的迭代规则和程序计算框图 89

四、应用示例 90

一、方法的基本原理 94

4-4 约束优化设计的直接搜索方法 94

二、适用可行方向的条件和产生方法 96

三、步长因子的确定 99

四、终止准则 102

五、可行初始点的产生方法 103

六、算法步骤和程序计算框图 103

七、应用示例 105

习题 107

第五章 约束优化设计的间接解法 108

5-l 约束优化设计间接解法的基本思想 108

5-2 内点惩罚函数法 110

一、内点惩罚函数法的基本原理 110

三、内点惩罚函数法使用中的几个问题 112

四、应用示例 115

一、外点惩罚函数法的基本原理 118

5-3 外点惩罚函数法 118

二、外点惩罚函数法的算法和程序计算框图 121

三、外点惩罚函数法使用中的问题 123

四、应用示例 124

5-4 混合惩罚函数法 127

一、混合惩罚函数法及其算法步骤 127

二、用外推法加快搜索过程 127

习题 129

第六章 优化设计数学模型的分析 130

6-1 数学模型的再设计——尺度变换 130

一、设计变量的标度 130

三、约束函数的规格化 132

6-2 提高优化设计效率的措施 133

一、减少数学模型的维数 133

二、减少约束条件数 134

三、合理的收敛精度 136

6-3 优化设计中数表和图线的程序化 136

一、数表的程序化 137

二、图线的程序化 138

6-4 优化设计结果及其灵敏度分析 140

一、优化设计结果的分析 140

二、优化设计结果的灵敏度分析 140

习题 144

第七章 机械工程中多目标问题的优化设计方法 145

7-l 基本概念和定义 145

7-2 协调曲线法 146

一、基本原理 147

二、应用示例 148

一、目标规划法 149

7-3 统一目标函数法 149

二、乘除法 150

三、线性加权组合法 151

四、加权因子值的选择 151

五、应用示例 153

7-4 功效系数法 154

一、基本原理 154

二、应用示例 155

7-5 小结 157

习题 157

8-1 数学模型的一般形式及其某些基本概念 158

第八章 混合离散变量的优化设计方法 158

8-2 网格法和离散变量的随机试验法 162

一、网格法 162

二、离散变量的随机试验注 163

8-3 自适应随机搜索法 166

一、随机搜索法的基本原理 166

二、随机搜索法的算法步骤 167

二、一维离散搜索 168

一、初始离散变量组合形的产生 168

8-4 离散变量的组合形法 168

三、约束条件的处理 169

四、离散变量组合形的调整 169

五、离散变量组合形算法的收敛准则 169

六、离散变量组合形的算法步骤 170

8-5 离散性惩罚函数法 171

一、基本原理 171

二、关于惩罚因子和离散性惩罚函数指数的选择 173

8-6 应用示例 174

三、伪最优和核正程序 174

四、离散性惩罚函数的算法 174

第九章 几何规划在机械优化设计中的应用 176

9-l 引言 176

9-2 几何规划优化设计方法的基本概念 177

一、目标函数的对偶函数 177

二、几何规划的对偶定理 178

三、几何规划的困难度 180

9-3 具有不等式约束的正项式几何规划 181

二、约束正定式几何对偶规划的某些性质 183

三、应用示例 184

9—4 具有不等式约束的正负项式几何规划 186

一、具有不等式约束的正负项式几何规划的对偶化方法 186

二、应用示例 188

9—5 解几何规划问题的一种迭代法 190

习题 194

主要参考文献 195