精通MATLAB最优化计算 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:电子工业

作者:龚纯//王正林

出品人:

页数:401

译者:

出版时间:2009-4

价格:52.00元

装帧:

isbn号码:9787121082511

丛书系列:

图书标签:

MATLAB
最优化
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最优化技术
数学
当工具书使还行，学matlab还请用官方手册
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最优化
数值计算
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具体描述

《精通MATLAB最优化计算》的主要内容是应用MATLAB来解决最优化问题，通过将“最优化问题”、“MATLAB优化工具箱”和“MATLAB编程”这三方面有机结合进行讲述，即一方面是使用工具箱来快速解决最优化问题，另一方面是通过算法编程深入解决最优化问题。《精通MATLAB最优化计算》侧重于最优化算法的MATLAB实现，同时精选了大量的最优化问题实例，通过实例的求解，生动地教会读者掌握MATLAB在最优化问题方面的应用。通过《精通MATLAB最优化计算》，读者不仅能掌握使用MATLAB最优化工具箱来快速解决实际问题，而且能学会分析优化算法和采用MATLAB编程解决最优化问题，从而提高分析和解决问题的能力。《精通MATLAB最优化计算》可作为信息、数学、经济、金融、管理、运筹、统计、计算机以及有关理工科专业的本科生、研究生作为教材、实验或教学参考书，也可供相关工程技术与管理人员、数学建模爱好者参考。

《精通MATLAB最优化计算》是一本面向广大科学、工程、金融及其他领域专业人士的实践指南，旨在帮助读者深入理解和掌握使用MATLAB进行各种最优化问题的求解。本书以其清晰的逻辑、丰富的实例和实用的技巧，将抽象的数学理论转化为可操作的编程语言，使读者能够高效地应用最优化方法解决现实世界中的复杂挑战。本书特色：理论与实践的完美结合：本书并非枯燥的理论堆砌，而是将核心最优化理论与MATLAB的强大功能紧密结合。在介绍每一种优化算法时，都会先阐述其背后的数学原理，然后立即通过实际的MATLAB代码示例进行演示，让读者在理解概念的同时，也能迅速掌握其编程实现。全面的算法覆盖：从经典的线性规划、二次规划，到非线性规划（包括无约束、约束、全局优化），再到组合优化、鲁棒优化等前沿领域，本书几乎涵盖了最优化计算中常用的各类算法。对于每一种算法，都会详细介绍其工作原理、适用范围、优缺点以及在MATLAB中的对应函数和用法。 MATLAB工具箱的深度解析：本书将重点介绍MATLAB Optimization Toolbox™ 和 Global Optimization Toolbox™ 等关键工具箱。读者将学会如何利用这些专业工具箱，通过简单的函数调用，就能实现复杂的优化计算，从而大大提高工作效率。对于工具箱中的函数，本书将深入剖析其参数设置、选项配置以及结果解读，帮助读者充分发挥工具箱的威力。丰富的应用案例：为了体现最优化计算的广泛应用，本书精心挑选了来自不同领域的典型案例，包括但不限于：工程设计与控制：结构优化、参数辨识、控制器设计、路径规划等。科学研究：模型拟合、数据分析、参数估计、实验设计等。金融建模：投资组合优化、风险管理、期权定价等。运营管理：资源调度、供应链优化、生产计划等。机器学习与人工智能：模型训练、超参数调优、特征选择等。每一个案例都将从问题建模、约束条件设定、目标函数构建，到MATLAB代码实现、结果分析与解释，进行详尽的步骤讲解，让读者直观地感受到最优化方法在实际问题解决中的巨大价值。循序渐进的学习路径：本书从基础概念入手，逐步深入到高级主题。即使是没有接触过最优化计算的初学者，也能在本书的引导下，逐步建立起扎实的基础。对于有一定基础的读者，本书也将提供更深入的技巧和方法，帮助他们突破瓶颈，达到精通的水平。实用的编程技巧与调试指南：除了算法和应用，本书还强调实际编程中的注意事项。例如，如何有效地设置迭代参数、如何处理数值不稳定性、如何对优化结果进行可视化分析、以及如何进行有效的调试。这些实用技巧对于读者独立解决实际问题至关重要。图文并茂的讲解：本书通过大量的图表、流程图和代码片段，清晰地阐述概念和算法。直观的视觉呈现有助于读者更好地理解抽象的数学概念和复杂的算法流程。本书结构概览：全书大致分为以下几个部分： 1. 引言与基础知识：介绍最优化问题的基本概念、分类、数学模型，以及MATLAB环境的准备工作。 2. 单变量与多变量无约束优化：详细讲解梯度下降法、牛顿法、共轭梯度法、拟牛顿法等经典算法，以及如何在MATLAB中实现。 3. 约束非线性优化：介绍线性规划、二次规划、罚函数法、乘子法、序列二次规划（SQP）等重要算法，并着重讲解MATLAB中linprog、quadprog、fmincon等函数的应用。 4. 全局优化：探讨全局优化问题的挑战，并介绍全局搜索算法，如遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等，以及MATLAB Global Optimization Toolbox™ 的相关函数。 5. 组合优化：涉及整数规划、混合整数规划等问题，并介绍相应的求解方法和MATLAB工具。 6. 特定类型优化问题：可能包含鲁棒优化、凸优化、半定规划等进阶主题。 7. 高级应用与技巧：讲解模型验证、灵敏度分析、参数估计、灵巧的最优化代码编写以及常见问题的调试策略。 8. 案例分析：贯穿全书，以实际项目驱动学习，让读者在解决真实问题的过程中巩固所学知识。目标读者：高校学生：计算机科学、数学、工程类（机械、电子、自动化、土木、航空航天等）、经济金融、运筹学等专业的本科生和研究生。科研人员：在各学科领域进行科学研究，需要借助优化方法解决计算问题的学者。工程技术人员：在设计、研发、生产、运营等环节面临优化挑战的工程师。金融从业者：需要进行量化分析、风险管理、资产配置的金融分析师和交易员。其他需要进行数据建模和问题求解的专业人士。通过阅读《精通MATLAB最优化计算》，读者将能够：准确地将实际问题转化为数学最优化模型。选择并理解最适合问题的优化算法。熟练运用MATLAB的优化工具箱进行求解。有效地分析和解释优化结果，并从中提取有价值的信息。独立解决更复杂、更具挑战性的优化问题。本书将是您在最优化计算领域不断探索和取得成功的强大助力。

作者简介

目录信息

第1篇 MATLAB入门篇第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 2 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 27 2.4.3 复数的操作函数 28 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中的函数及调用 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 62 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 69 4.8.1 嵌套计算 69 4.8.2 循环计算 70 4.8.3 使用例外处理机制 71 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 工具箱的新特色 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 92第6章无约束一维极值问题 93 6.1 进退法 93 6.2 黄金分割法 96 6.3 斐波那契法 99 6.4 牛顿法 102 6.4.1 基本牛顿法 102 6.4.2 全局牛顿法 104 6.5 割线法 107 6.6 抛物线法 109 6.7 三次插值法 112 6.8 可接受搜索法 114 6.8.1 Goldstein法 114 6.8.2 Wolfe-Powell法 117 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 124 6.9.3 应用改进的fminbnd函数 125 6.9.4 应用maple函数 127 6.10 小结 129第7章无约束多维极值问题 130 7.1 直接法 130 7.1.1 模式搜索法 130 7.1.2 Rosenbrock法 134 7.1.3 单纯形搜索法 137 7.1.4 Powell法 141 7.2 使用导数计算的间接法 144 7.2.1 最速下降法 145 7.2.2 共轭梯度法 146 7.2.3 牛顿法 149 7.2.4 修正牛顿法 150 7.2.5 拟牛顿法 152 7.2.6 信赖域法 158 7.2.7 显式最速下降法 160 7.3 MATLAB工具箱应用实例 162 7.3.1 应用fminsearch函数 162 7.3.2 应用fminunc函数 169 7.3.3 应用fminimax函数 171 7.4 小结 174第8章约束优化问题 175 8.1 Rosen梯度投影法 175 8.2 罚函数法 179 8.2.1 外点罚函数法 179 8.2.2 内点罚函数法 186 8.2.3 混合罚函数法 189 8.2.4 乘子法 194 8.3 坐标轮换法 196 8.4 复合形法 200 8.5 MATLAB工具箱应用实例 204 8.6 小结 206第9章非线性最小二乘优化问题 207 9.1 G-N法 207 9.2 修正G-N法 210 9.3 L-M法 212 9.4 MATLAB工具箱 9.4 应用实例 215 9.5 小结 217第10章线性规划 218 10.1 单纯形法 218 10.2 修正单纯形法 225 10.3 大M法 229 10.4 变量有界单纯形法 231 10.5 MATLAB工具箱 10.5 应用实例 233 10.6 小结 236第11章整数规划 237 11.1 割平面法 237 11.2 分支定界法 243 11.3 0-1规划 249 11.4 MATLAB工具箱 11.4 应用实例 252 11.5 小结 253第12章二次规划 254 12.1 拉格朗日法 254 12.2 起作用集算法 256 12.3 路径跟踪法 260 12.4 MATLAB工具箱 11.4 应用实例 263 12.5 小结 267第3篇优化计算高级篇第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 321 14.5 大变异遗传算法 325 14.6 自适应遗传算法 329 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 343第4篇综合实战篇第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 367 15.3.1 选址问题 367 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 375 15.4.5 曲线到曲线的距离 379 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 384 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 391 16.6.1 标准均值-方差组合 391 16.6.2 有上界均值-方差组合 392 16.6.3 有交易成本均值-方差 13.9.2 组合 393 16.6.4 自融资均值-方差组合 395 16.7 小结 396附录A MATLAB优化工具箱函数注释 397附录B 本书所编写的优化算法程序索引 399参考文献 402
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有格调，简洁又不失专业感，拿到手里就感觉内容会非常扎实。我特别喜欢它在入门部分的处理方式，不是那种枯燥的理论堆砌，而是通过几个直观的工程实例，把最优化问题的基本思想给“掰开揉碎”了讲清楚。比如，它用一个简单的资源分配问题，清晰地展示了目标函数和约束条件的构建过程，这对很多初学者来说是至关重要的第一步。作者在讲解基础算法时，比如梯度下降法、牛顿法，不仅给出了数学公式，还配上了详细的伪代码和关键的收敛性讨论，这点比我之前看过的几本教材要深入得多。我记得有一个章节专门讲了如何处理非光滑优化问题，这一点在实际工程中太常见了，但很多教材都一笔带过，这本书却给了足量的篇幅去剖析次梯度法等高级工具，读完之后感觉对解决实际中的复杂问题心里更有底气了。总的来说，这本书的立意很高，定位清晰，绝对不是那种泛泛而谈的入门书，更像是一本能带着读者真正走进优化世界的大门，并提供了一把“万能钥匙”的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值绝不仅仅停留在算法介绍层面，它在应用案例的广度和深度上给我留下了极其深刻的印象。它涵盖的领域非常广泛，从经典的组合优化到现代的鲁棒优化和随机优化都有所涉猎。我特别欣赏它对“模型构建”这一核心环节的强调。书中不厌其烦地展示了如何将工程中的实际问题，比如控制系统设计、金融投资组合优化，准确地转化为标准的数学优化模型。这些案例不仅仅是简单的代数转化，更包含了对物理意义和经济学含义的深刻解读。例如，在讲解多目标优化时，它不仅介绍了帕累托前沿的概念，还通过一个供应链布局的例子，演示了如何利用加权法或 ε-约束法来有效地探索最优解集。这种从实际问题到数学模型再到求解实现的完整闭环教学方法，极大地拓宽了我解决现实问题的视野，让我认识到优化思维在跨学科应用中的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常细腻，尤其体现在它对MATLAB编程细节的把控上。我发现作者不仅仅是告诉我们“用哪个函数”，而是深入到“为什么用这个函数，以及如何根据特定需求定制它”。比如，在讲解线性规划的单纯形法时，它详细对比了使用MATLAB内置`linprog`函数和自己手动编写实现之间的优缺点，这对于想深入理解底层机制的读者来说是无价之宝。书中还穿插了大量关于矩阵运算效率的讨论，这在处理大规模优化问题时至关重要。我记得有一段专门分析了稀疏矩阵在求解大规模二次规划时的性能提升，这种贴近实战的技巧分享，真的让人受益匪浅。而且，书中对求解器的选择标准也有独到的见解，它没有盲目推崇某个“万能”求解器，而是根据问题的凸性、规模和精度要求，给出了非常实用的决策流程图，这对我后续的项目选择工具起到了决定性的指导作用。这种事无巨细的讲解，体现了作者深厚的工程经验。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书给我最大的感受是它的逻辑连贯性和递进性处理得极其出色。每一章的内容都不是孤立存在的，而是像搭积木一样，前面的理论支撑着后面的高级应用。例如，在前面对约束优化的理论铺垫完成后，作者紧接着就进入了内点法这一宏大主题的讲解。作者并没有将内点法简单化处理，而是从对偶理论的角度出发，层层深入地剖析了壁垒函数的引入和 KKT 条件的演变过程，逻辑链条非常清晰，使得原本感觉非常抽象的理论变得可以被追踪和理解。特别是它在讲解如何处理非线性约束时，对罚函数法和对偶增广量法的权衡分析，非常到位，既展示了方法的强大，也指出了其潜在的数值稳定性问题。这种严谨的学术态度和清晰的思路引导，让我在攻克那些复杂优化模型时，能够保持清晰的认知框架，而不是陷入各种公式的迷雾之中。

评分☆☆☆☆☆

从排版和可读性的角度来看，这本书也做得非常到位，这对于一本技术深度如此之高的书籍来说，是难能可贵的。页边距的宽度恰到好处，留出了足够的空间供读者进行笔记和批注，这对于需要反复研读的章节非常友好。更值得称赞的是，书中所有涉及到的公式和算法流程图都经过了精心的排版，符号使用规范统一，极大地减少了阅读时的认知负荷。图表的使用也十分精妙，那些用来可视化收敛路径和解空间边界的二维、三维图形，不仅美观，而且信息密度极高，帮助我瞬间把握了复杂的几何意义。此外，书后的索引做得非常详尽，当我需要回顾某个特定名词或公式时，可以迅速定位，这在后续作为参考手册查阅时，效率会非常高。整体来看，这是一本在内容深度、结构组织和物理呈现上都达到了极高水准的专业著作，是工具书中的典范。

评分☆☆☆☆☆

复合形算法，现代机械优化设计方法里说，由于采用反射系数，在单纯形法中应用的延伸、收缩、缩边等必要性不大，这本书的复合形算法感觉逻辑不是很简单清楚。

评分☆☆☆☆☆

MATLAB 最优化，数学。

评分☆☆☆☆☆

MATLAB方面的教程不明细，通过MATLAB处理最优化问题的案例较好

评分☆☆☆☆☆

MATLAB方面的教程不明细，通过MATLAB处理最优化问题的案例较好

评分☆☆☆☆☆

MATLAB方面的教程不明细，通过MATLAB处理最优化问题的案例较好