机械优化设计PDF电子书下载

第1章 优化设计概述 1

1.1 从传统设计到优化设计 1

1.2 优化设计发展概况 2

1.3 优化设计问题示例 3

1.3.1 压杆的优化设计 3

1.3.2 平面四杆机构优化设计 4

1.4 优化设计的数学模型 6

1.4.1 设计变量 6

1.4.2 约束条件 6

1.4.3 可行域与非可行域 7

1.4.4 目标函数 7

1.4.5 优化设计的数学模型 8

1.5 优化设计问题的几何解释 9

1.6 优化设计问题的基本解法 10

习题 12

第2章 优化设计的数学基础 14

2.1 多元函数的方向导数与梯度 14

2.2 多元函数的泰勒展开式与海赛矩阵 17

2.3 无约束优化问题的极值条件 20

2.4 凸集、凸函数与凸规划 23

2.5 等式约束优化问题的极值条件 25

2.6 不等式约束优化问题的极值条件 29

习题 38

第3章 一维搜索方法 39

3.1 概述 39

3.2 搜索区间的确定与区间消去法原理 40

3.3 一维搜索的试探方法 42

3.4 一维搜索的插值方法 45

习题 50

第4章 无约束优化方法 51

4.1 概述 51

4.2 最速下降法 52

4.3 牛顿类方法 56

4.4 坐标轮换法 58

4.5 模式搜索法 60

4.6 共轭方向及共轭方向法 61

4.7 共轭梯度法 65

4.8 鲍威尔法 70

4.9 变尺度法 76

4.10 单形替换法 85

习题 89

第5章 线性规划 90

5.1 线性规划的标准形式 90

5.2 线性规划的基本性质 93

5.2.1 线性规划的几何意义 93

5.2.2 线性规划的基本术语与基本性质 94

5.3 单纯形法 95

5.3.1 单纯形法的基本思想 95

5.3.2 单纯形法的算法及其迭代过程 99

5.3.3 单纯形表 103

5.3.4 单纯形法的进一步讨论 106

5.4 改进的单纯形法 110

习题 114

第6章 约束优化方法 116

6.1 概述 116

6.2 复合形法 118

6.3 随机方向法 125

6.4 可行方向法 128

6.5 惩罚函数法 137

6.6 增广乘子法 148

6.7 非线性规划问题的线性化解法——线性逼近法 155

6.8 广义简约梯度法 158

6.9 二次规划法 168

习题 170

第7章 多目标及离散变量优化方法 172

7.1 多目标优化问题 172

7.2 多目标优化方法 173

7.3 离散变量优化问题 181

7.4 离散变量优化方法 185

习题 194

第8章 优化设计方法在机械设计中的应用 195

8.1 机械优化设计的数学建模 195

8.1.1 机械优化设计的一般过程 195

8.1.2 建立数学模型的基本原则 195

8.1.3 数学模型的尺度变换 197

8.2 平面连杆机构的优化设计 199

8.2.1 曲柄摇杆机构再现已知运动规律的优化设计 199

8.2.2 曲柄摇杆机构再现已知运动轨迹的优化设计 202

8.3 圆柱齿轮减速器的优化设计 203

8.3.1 圆柱齿轮减速器优化设计数学模型的一般原则 203

8.3.2 圆柱齿轮减速器优化设计实例 204

8.4 双向犁翻转机构的优化设计 207

8.4.1 液压翻转机构的数学模型 207

8.4.2 液压翻转机构优化设计的数学模型 209

8.4.3 优化设计数学模型的求解及优化结果分析 211

8.5 根据插穴确定曲柄摇杆式分插机构参数的方法 211

8.5.1 模型建立 211

8.5.2 计算示例 216

8.5.3 在同一种土壤工况下，解决各插秧工况下分插机构参数变化的方法 216

8.5.4 结论 216

8.6 月生产计划的最优设计 217

习题 219

第9章 Matlab在机械优化设计中的应用 221

9.1 Matlab简介 221

9.2 Matlab软件在优化设计中的应用 222

参考文献 237