第1篇MATLAB入门篇 2
第1章MATLAB概述 2
1.1 MATLAB的产生与发展 2
1.2 MATLAB的优势与特点 3
1.3 MATLAB系统的构成 4
1.4 MATLAB桌面操作环境 5
1.4.1 MATLAB启动和退出 5
1.4.2 MATLAB主菜单及功能 7
1.4.3 MATLAB命令窗口 9
1.4.4 MATLAB工作空间 11
1.4.5 M文件编辑/调试器 14
1.4.6图形窗口 15
1.4.7 MATLAB文件管理 16
1.4.8 MATLAB帮助使用 17
1.5 MATLAB的工具箱 17
1.6小结 18
第2章MATLAB计算基础 19
2.1 MATLAB数值类型 19
2.2关系运算和逻辑运算 21
2.3矩阵及其运算 22
2.3.1矩阵的创建 22
2.3.2矩阵的运算 23
2.4复数及其运算 25
2.4.1复数的表示 25
2.4.2复数的绘图 26
2.4.3复数的操作函数 27
2.5符号运算 28
2.5.1符号运算概述 28
2.5.2常用的符号运算 30
2.6小结 32
第3章MATLAB绘图基础 33
3.1 MATLAB绘图的基本步骤 33
3.2在工作空间直接绘图 34
3.3利用绘图函数绘图 35
3.3.1二维图形 35
3.3.2三维图形 36
3.4图形的修饰 40
3.5小结 42
第4章MATLAB程序设计基础 43
4.1 MATLAB编程概述 43
4.2 MATLAB程序设计原则 44
4.3 M文件 45
4.4 MATLAB程序流程控制 47
4.5 MATLAB的函数及调用 50
4.5.1函数类型 50
4.5.2函数参数传递 53
4.6函数句柄 57
4.7 MATLAB程序调试 59
4.7.1常见程序错误 59
4.7.2调试方法 61
4.7.3调试工具 62
4.7.4 M文件分析工具 65
4.8 MATLAB程序设计技巧 68
4.8.1嵌套计算 68
4.8.2循环计算 70
4.8.3使用例外处理机制 70
4.8.4使用全局变量 72
4.8.5通过varargin传递参数 74
4.9小结 75
第2篇 优化计算基础篇 78
第5章MATLAB优化工具箱 78
5.1工具箱概述 78
5.1.1工具箱的功能 78
5.1.2工具箱的特色 78
5.1.3工具箱的结构 79
5.2工具箱函数 79
5.3 GUI优化工具 82
5.3.1 GUI优化工具的启动 82
5.3.2 GUI优化工具的界面 83
5.3.3 GUI优化工具使用步骤 84
5.3.4 GUI优化工具应用实例 85
5.4小结 93
第6章 无约束一维极值问题 94
6.1进退法 94
6.2黄金分割法 97
6.3斐波那契法 99
6.4牛顿法 103
6.4.1基本牛顿法 103
6.4.2全局牛顿法 105
6.5割线法 108
6.6抛物线法 110
6.7三次插值法 113
6.8可接受搜索法 115
6.8.1 Goldstein法 115
6.8.2 Wolfe-Powell法 118
6.9 MATLAB工具箱应用实例 120
6.9.1应用fminbnd函数 120
6.9.2应用fminsearch函数 126
6.9.3应用改进的fminbnd函数 126
6.9.4应用maple函数 128
6.10小结 130
第7章 无约束多维极值问题 131
7.1直接法 131
7.1.1模式搜索法 131
7.1.2 Rosenbrock法 135
7.1.3单纯形搜索法 138
7.1.4 Powell法 142
7.2使用导数计算的间接法 145
7.2.1最速下降法 146
7.2.2共轭梯度法 147
7.2.3牛顿法 150
7.2.4修正牛顿法 151
7.2.5拟牛顿法 153
7.2.6信赖域法 158
7.2.7显式最速下降法 161
7.3 MATLAB工具箱应用实例 163
7.3.1应用fminsearch函数 163
7.3.2应用fminunc函数 169
7.3.3应用fminimax函数 171
7.4小结 175
第8章 约束优化问题 176
8.1 Rosen梯度投影法 176
8.2罚函数法 180
8.2.1外点罚函数法 180
8.2.2内点罚函数法 187
8.2.3 混合罚函数法 189
8.2.4乘子法 194
8.3坐标轮换法 197
8.4复合形法 201
8.5 MATLAB工具箱应用实例 205
8.6小结 206
第9章 非线性最小二乘优化问题 208
9.1 G-N法 208
9.2修正G-N法 211
9.3 L-M法 213
9.4 MATLAB工具箱应用实例 217
9.5小结 218
第10章 线性规划 219
10.1单纯形法 219
10.2修正单纯形法 226
10.3大M法 230
10.4变量有界单纯形法 232
10.5 MATLAB工具箱应用实例 234
10.6小结 237
第11章 整数规划 238
11.1割平面法 238
11.2分支定界法 244
11.3 0-1规划 250
11.4 MATLAB工具箱应用实例 253
11.5小结 254
第12章 二次规划 255
12.1拉格朗日法 255
12.2起作用集算法 257
12.3路径跟踪法 261
12.4 MATLAB工具箱应用实例 264
12.5小结 268
第3篇 优化计算高级篇 270
第13章 粒子群优化算法 270
13.1粒子群算法概述 270
13.2基本粒子群算法 271
13.3带压缩因子的粒子群算法 275
13.4权重改进的粒子群算法 279
13.4.1线性递减权重法 279
13.4.2自适应权重法 283
13.4.3随机权重法 286
13.5变学习因子的粒子群算法 288
13.5.1同步变化的学习因子 288
13.5.2异步变化的学习因子 291
13.6 二阶粒子群算法 294
13.7二阶振荡粒子群算法 296
13.8混沌粒子群算法 299
13.9混合粒子群算法 303
13.9.1基于自然选择的算法 303
13.9.2基于杂交的算法 306
13.9.3基于模拟退火的算法 309
13.10小结 312
第14章 遗传算法 313
14.1遗传算法概述 313
14.2基本遗传算法 314
14.3顺序选择遗传算法 318
14.4适值函数标定的遗传算法 322
14.5大变异遗传算法 326
14.6自适应遗传算法 330
14.7双切点交叉遗传算法 333
14.8多变异位自适应遗传算法 337
14.9 MATLAB工具箱应用实例 341
14.10小结 344
第4篇 综合应用篇 346
第15章 工程最优化问题实例 346
15.1线性规划实例 346
15.1.1生产任务分配问题 346
15.1.2运输问题 349
15.1.3生产运输问题 353
15.1.4资源利用问题 359
15.2整数规划实例 360
15.2.1下料问题 360
15.2.2配套问题 362
15.2.3有限选址问题 364
15.2.4生产组织与计划问题 365
15.3无约束优化实例 366
15.3.1选址问题 366
15.3.2 销售利润问题 368
15.3.3库存问题 369
15.4约束优化实例 371
15.4.1最大体积问题 371
15.4.2资源分配问题 372
15.4.3和三角形有关的极值问题 373
15.4.4点到曲线的距离 374
15.4.5曲线到曲线的距离 378
15.5小结 380
第16章 经济金融最优化问题实例 381
16.1最大利润问题 381
16.1.1不考虑销售影响 381
16.1.2考虑销售影响 382
16.2最优消费问题 383
16.3最优投资分配问题 385
16.4最优资金使用问题 387
16.5最优产量问题 388
16.5.1古诺竞争模型 388
16.5.2斯塔克尔伯格竞争模型 389
16.6最优投资组合问题 390
16.6.1标准均值-方差组合 391
16.6.2有上界的均值-方差组合 392
16.6.3有交易成本的均值-方差组合 393
16.6.4自融资均值-方差投资组合 394
16.7小结 395
附录A 396
附录B 398
参考文献 401