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第1章 绪论1

1.1优化设计概述1

1.2优化设计的数学模型3

优化设计实例3

设计变量5

目标函数7

约束条件9

优化设计数学模型的表达式11

1.3优化设计的迭代算法12

优化设计问题的主要类型12

优化设计的迭代算法13

1.4工程优化问题的几何描述15

习题17

第2章 优化设计的数学基础18

2.1二次型与正定矩阵18

2.2函数的方向导数与梯度20

2.3函数的泰勒近似展开式和黑塞矩阵24

2.4无约束优化问题的极值条件25

2.5凸函数与凸规划27

2.6约束优化问题的极值条件30

习题34

第3章 一维优化方法35

3.1搜索区间的确定36

3.2黄金分割法37

黄金分割法的基本原理37

黄金分割法的计算步骤39

3.3二次插值法42

二次插值法的基本原理42

二次插值法的计算步骤44

习题47

第4章 多维无约束优化方法48

4.1坐标轮换法48

4.2鲍威尔法（共轭方向法）50

共轭方向及其构成50

基本鲍威尔法51

修正鲍威尔法52

4.3梯度法57

4.4共轭梯度法58

共轭梯度法的基本原理58

共轭梯度法的迭代步骤60

4.5牛顿法62

4.6变尺度法64

DFP变尺度法64

BFGS变尺度法69

习题70

第5章 线性规划71

5.1线性规划的数学模型71

5.2线性规划的基本性质74

线性规划的几何意义74

线性规划的基本性质75

5.3单纯形法76

单纯形法的基本思想76

单纯形法的算法及其迭代过程80

单纯形表84

习题87

第6章 约束优化方法89

6.1可行方向法89

可行方向法的基本思想89

最佳下降可行方向及约束一维搜索90

可行方向法的迭代步骤91

6.2复合形法93

复合形法的基本思想93

初始复合形的生成95

复合形法的迭代计算步骤95

6.3惩罚函数法100

内点法101

外点法104

混合法109

习题109

第7章 多目标优化方法111

7.1统一目标函数法112

7.2主要目标法114

7.3理想点法115

7.4功效系数法115

习题118

第8章 优化设计的新方法119

8.1工程遗传算法119

工程遗传算法的基本原理及特点119

遗传算法的主要步骤与基本流程123

遗传算法的应用举例125

8.2模糊优化设计方法127

模糊优化设计的基本概念127

模糊优化设计数学模型的求解方法132

模糊优化设计的工程应用134

8.3可靠性优化设计方法136

可靠性优化设计模型的基本类型137

可靠性优化设计问题的求解方法140

可靠性优化设计的工程应用141

习题150

第9章 优化算法软件包的应用151

9.1优化算法程序库PC-OPB的应用151

PC-OPB程序库的总体结构及概况151

PC-OPB程序库的使用153

9.2 MATLAB优化工具箱的应用156

MATLAB简介156

MATLAB优化工具箱简介157

运用MATLAB优化工具箱求解工程优化问题的步骤158

9.3优化算法C语言程序的应用161

习题161

第10章 机械与工程优化设计应用实例162

10.1机械与工程优化设计应用策略162

机械与工程优化设计的一般步骤162

机械与工程优化设计数学模型的建立163

数学模型的尺度变换163

优化方法的选择和收敛精度的确定164

优化结果的分析165

10.2机械与工程优化设计应用实例165

习题177

参考文献178

附录 常用优化方法的C语言程序179