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産品特色

編輯推薦

　　

(1) 資深作者編著，圖書質量更有保證：一綫資深工程師執筆，係統歸納和總結瞭智能算法的實戰經驗。
　　(2) 提供配套源碼，便於讀者動手實踐：理論必須聯係實踐，本書提供源代碼下載，方便讀者學習使用。
　　(3) 內含豐富實例，利於讀者二次開發：書中提供瞭十幾個優化算法的典型實例，讀者可以據此二次開發。
　　配套學習資源下載地址為清華大學齣版社網站本書頁麵。係列暢銷圖書如下：
　　MATLAB 編程指南——計算、編程、仿真、算法及應用
　　MATLAB/Simulink係統仿真
　　MATLAB GUI程序設計
　　MATLAB智能算法
　　MATLAB數學建模
　　MATLAB優化算法
　　MATLAB信號處理
　　MATLAB圖像處理
　　MATLAB優化算法
　　
　　

內容簡介

　　

本書是一本簡明的MATLAB優化算法綜閤性參考書，以MATLAB R2016b軟件版本為基礎，根據常用優化算法編寫，包含多種優化算法的MATLAB應用方法，是讀者掌握MATLAB在優化算法中應用的有力工具。
　　全書分為四個部分共18章，包括MATLAB應用基礎、常規優化算法、智能優化算法和綜閤應用。第一部分從MATLAB基礎知識開始，詳細介紹編程和程序設計、二維繪圖、三維繪圖、GUI應用等內容； 第二部分介紹MATLAB綫性規劃、非綫性規劃、無約束一維極值、無約束多維極值、約束優化方法、二次規劃、多目標函數的優化方法等內容； 第三部分介紹免疫優化算法及其MATLAB實現、粒子群優化算法的MATLAB實現、遺傳優化算法的MATLAB實現、小波變換的MATLAB實現、神經網絡的MATLAB實現等內容； 第四部分主要介紹MATLAB在分形維數和經濟金融*優化中的應用。在本書的*後，附錄中還給齣瞭MATLAB基本命令的介紹，便於讀者查閱。
　　本書以MATLAB優化內容為主綫，結閤各種優化模型案例的講解，各種MATLAB優化算法函數的說明，使讀者易看懂、會應用。本書深入淺齣，實例引導，講解翔實，既可以作為高等院校數學建模和數學實驗的參考教材，也可作為廣大科研工程技術人員的參考用書。
　　
　　

作者簡介

作者簡介
溫正 北京航空航天大學博士後，現就職於航天某院所，精通MATLAB、ANSYS、Fluent等工程仿真計算軟件。在國內外期刊發錶論文多篇，其中被SCI檢索三篇，被EI檢索十幾篇，申請並獲得授權專利多項，曾獲得國防科學技術成果奬等奬項，齣版過多本暢銷計算機圖書。

目錄

目錄



第一部分MATLAB應用基礎

第1章MATLAB基礎知識

1．1基本概念

1．1．1數據類型概述

1．1．2整數類型

1．1．3浮點數類型

1．1．4常量與變量

1．1．5數組、矩陣、嚮量和標量

1．1．6字符型數據

1．1．7運算符

1．1．8復數

1．1．9無窮量和非數值量

1．2嚮量

1．2．1嚮量的生成

1．2．2嚮量的加減和數乘運算

1．2．3嚮量的點、叉積運算

1．3數組

1．3．1數組的創建和操作

1．3．2數組的常見運算

1．4矩陣

1．4．1矩陣生成

1．4．2嚮量的生成

1．4．3矩陣加減運算

1．4．4矩陣乘法運算

1．4．5矩陣的除法運算

1．4．6矩陣的分解運算

1．5字符串

1．5．1字符串變量與一維字符數組

1．5．2對字符串的多項操作

1．5．3二維字符數組

1．6符號

1．6．1符號錶達式的生成

1．6．2符號矩陣

1．6．3常用符號運算

1．7關係運算和邏輯運算

1．7．1關係運算

1．7．2邏輯運算

1．7．3常用函數

1．8復數

1．8．1復數和復矩陣的生成

1．8．2復數的運算

1．9數據類型間的轉換

本章小結

第2章MATLAB編程

2．1MATLAB編程概述

2．2MATLAB編程原則

2．3分支結構

2．3．1if分支結構

2．3．2switch分支結構

2．4循環結構

2．4．1while循環結構

2．4．2for循環結構

2．5其他控製程序命令

2．6程序調試

2．6．1程序調試命令

2．6．2常見程序錯誤

2．6．3內存優化

2．7經典案例

本章小結

第3章MATLAB繪圖

3．1數據圖像繪製簡介

3．1．1離散數據可視化

3．1．2連續函數可視化

3．2二維繪圖

3．2．1二維圖形基本繪圖命令plot

3．2．2二維圖形的修飾

3．2．3子圖繪製法

3．2．4二維繪圖的經典應用

3．3三維繪製

3．3．1三維繪圖基本命令

3．3．2網格麯麵隱藏綫的顯示和關閉

3．3．3三維繪圖的實際應用

3．4特殊圖形的繪製

3．4．1特殊二維圖形的繪製

3．4．2特殊三維圖形

本章小結

第4章GUI應用

4．1GUI基礎概念

4．1．1GUI開發方法

4．1．2GUI基本元素

4．1．3GUI的層次

4．2菜單

4．2．1建立菜單和子菜單

4．2．2菜單對象常用屬性

4．2．3快捷菜單

4．3GUIDE的使用

4．4使用Ｍ文件創建GUI對象

本章小結

第二部分MATLAB常規優化算法

第5章MATLAB綫性規劃

5．1綫性規劃的概念

5．2綫性規劃的標準形式

5．3綫性規劃的MATLAB函數

5．4綫性規劃問題求解方法

5．4．1單純形綫性規劃問題求解

5．4．2多目標綫性規劃問題求解

5．5綫性規劃實例

5．5．1生産決策問題

5．5．2工作人員計劃安排問題

5．5．3投資問題

5．5．4工件加工任務分配問題

5．5．5廠址選擇問題

5．5．6確定職工編製問題

5．5．7生産計劃的最優化問題

本章小結

第6章MATLAB非綫性規劃

6．1非綫性規劃基礎

6．1．1非綫性規劃標準形式

6．1．2非綫性規劃MATLAB函數

6．2無約束非綫性規劃

6．2．1基本數學原理

6．2．2無約束非綫性規劃函數

6．2．3無約束非綫性規劃問題的應用

6．3求解非綫性規劃

6．3．1一維最優化方法

6．3．2無約束最優化方法

6．3．3約束最優化方法

6．4非綫性規劃實例

6．4．1遺傳算法求解非綫性規劃

6．4．2資金調用問題

6．4．3經營最佳安排問題

本章小結

第7章無約束一維極值

7．1無約束算法基礎

7．2進退法

7．3黃金分割法

7．4斐波那契法

7．5牛頓型法

7．5．1牛頓法

7．5．2阻尼牛頓法

7．6割綫法

7．7拋物綫法

7．8三次插值法

7．9坐標輪換法

本章小結

第8章無約束多維極值

8．1直接法

8．1．1模式搜索法

8．1．2單純形搜索法

8．1．3Powell法

8．2使用導數計算的間接法

8．2．1最速下降法

8．2．2共軛梯度法

8．3擬牛頓法

本章小結

第9章約束優化方法

9．1約束優化方法簡介

9．2隨機方嚮法

9．3復閤形法

9．4可行方嚮法

9．5懲罰函數法

本章小結

第10章二次規劃

10．1基本概念

10．2拉格朗日法

10．3起作用集算法

本章小結

第11章多目標函數的優化方法

11．1概述

11．2理想點法

11．3綫性加權和法

11．4最大最小法

11．5目標規劃法

本章小結

第三部分MATLAB智能優化算法

第12章免疫優化算法及其實現

12．1基本概念

12．2人工免疫係統

12．3免疫遺傳算法

12．4免疫算法MATLAB應用實例

12．4．1最短路徑規劃

12．4．2旅行商問題

12．4．3故障檢測問題

本章小結

第13章粒子群優化算法的實現

13．1算法的基本概念

13．2算法的MATLAB實現

13．2．1算法的基本程序

13．2．2適應度函數

13．2．3免疫粒子群算法的MATLAB應用

13．3粒子群算法的權重控製

13．3．1綫性遞減法

13．3．2自適應法

13．4混閤粒子群算法

13．4．1模擬退火免疫算法

13．4．2基於雜交的算法

精彩書摘

綫性規劃是運籌學中研究較早、發展較快、應用廣泛且方法較成熟的一個重要分支，它是輔助人們進行科學管理的一種數學方法。
學習目標：
(1) 瞭解MATLAB綫性規劃基本概念；
(2) 瞭解MATLAB綫性規劃標準形式；
(3) 掌握MATLAB中綫性規劃函數的應用；
(4) 熟練掌握MATLAB綫性規劃問題求解。
5.1綫性規劃的概念
綫性規劃是研究綫性約束條件下綫性目標函數極值問題的數學理論和方法，英文縮寫為LP。它是運籌學的一個重要分支，廣泛應用於軍事作戰、經濟分析、經營管理和工程技術等方麵。為閤理地利用有限的人力、物力、財力等資源做齣最優決策，提供科學的依據。
綫性規劃模型首先是列齣約束條件及目標函數，然後畫齣約束條件所錶示的可行域，最後在可行域內求目標函數的最優解及最優值。綫性規劃模型求解流程圖如圖5��1所示。



圖5��1綫性規劃模型求解流程圖


5.2綫性規劃的標準形式
綫性規劃方法是在第二次世界大戰中發展起來的一種重要的數學方法，它是處理綫性目標函數和綫性約束的一種較為成熟的方法，主要用於研究有限資源的最佳分配問題，即如何對有限的資源作齣最佳方式地調配和最有利地使用，以便最充分地發揮資源的效能去獲取最佳的經濟效益。目前已經廣泛應用於軍事、經濟、工業、農業、教育、商業和社會科學等方麵。
綫性規劃問題的標準形式是



minz=c1x1+c2x2+…+cnxn
a11x1+a12x2+…+a1nxn=b1
a21x1+a22x2+…+a2nxn=b2
…
am1x1+am2x2+…+amnxn=bm
x1,x2,…,xn≥0

前言/序言

前言



MATLAB是美國MathWorks公司齣品的商業數學軟件，常用於算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言和交互式環境。在優化算法中，MATLAB也有大量的應用。
優化算法有很多，關鍵是針對不同的優化問題，如可行解變量的取值(連續還是離散)、目標函數和約束條件的復雜程度(綫性還是非綫性)等，應用不同的算法。對於連續和綫性等較簡單的問題，可以選擇一些經典算法，如梯度、Hessian矩陣、拉格朗日乘數、單純形法、梯度下降法等。而對於更復雜的問題，則可考慮用一些智能優化算法，如遺傳算法和蟻群算法。此外還包括模擬退火、禁忌搜索、粒子群算法等。
本書是利用MATLAB軟件R2016b版本進行MATLAB優化算法應用的最新書籍。
1． 本書特點
(1) 由淺入深，循序漸進： 本書以有優化算法應用需求的讀者為對象，首先從MATLAB應用基礎知識講起，接著詳細講解MATLAB求解各種優化問題，幫助讀者盡快掌握MATLAB求解優化問題。
(2) 步驟詳盡，內容新穎： 本書結閤作者多年的MATLAB優化算法的使用經驗與實際問題應用案例，將優化算法的分析及其MATLAB的實現方法和函數應用詳細地講解給讀者。本書在講解過程中步驟詳盡、內容新穎，講解過程輔以相應的圖片，使讀者在閱讀時一目瞭然，從而快速掌握書中所講內容。
(3) 實例典型，輕鬆易學： 書中多種優化算法求解案例，是掌握MATLAB優化算法和優化函數應用最好的方式。本書通過典型案例的求解，透徹、詳盡地講解瞭MATLAB在優化算法中的各種應用，即MATLAB優化函數的使用。
2． 本書內容
本書共18章，分為基礎篇(MATLAB應用基礎)、進階篇(MATLAB常規優化算法)、高級篇(MATLAB智能優化算法)、綜閤應用篇四部分，幫助初、中級讀者快速掌握MATLAB優化算法應用。本書基於MATLAB R2016b版，詳細講解MATLAB優化算法的基礎知識和經典案例。具體內容如下：
第一部分為MATLAB應用基礎部分。主要介紹MATLAB各種基礎運算、編程和程序設計、二維繪圖、三維繪圖、GUI應用等內容。其中每章內容安排如下：
第1章： MATLAB基礎知識第2章： MATLAB編程
第3章： MATLAB繪圖 第4章： GUI應用
第二部分為MATLAB常規優化算法部分。主要介紹MATLAB綫性規劃、非綫性規劃、無約束一維極值、無約束多維極值、約束優化方法、二次規劃、多目標函數的優化方法等內容。其中每章內容如下：
第5章： MATLAB綫性規劃 第6章： MATLAB非綫性規劃
第7章： 無約束一維極值 第8章： 無約束多維極值
第9章： 約束優化方法 第10章： 二次規劃
第11章： 多目標函數的優化方法
第三部分為MATLAB智能優化算法部分。主要介紹免疫優化算法及其MATLAB實現、粒子群優化算法的MATLAB實現、遺傳優化算法的MATLAB實現、小波變換的MATLAB實現、神經網絡的MATLAB實現等內容。其中每章內容如下：
第12章： 免疫優化算法及其實現 第13章： 粒子群優化算法的實現
第14章： 遺傳優化算法的實現 第15章： 小波變換的實現
第16章： 神經網絡的實現
第四部分為MATLAB綜閤應用部分。主要介紹分形維數應用與MATLAB實現、經濟金融最優化MATLAB應用等內容。其中每章內容如下：
第17章： 分形維數應用與實現 第18章： 經濟金融最優化應用
3． 讀者對象
本書適閤MALTAB初學者和期望掌握MATLAB優化應用的讀者。具體說明如下：
★相關從業人員 ★初學數學建模的技術人員
★大中專院校的教師和在校生 ★相關培訓機構的教師和學員
★參加工作實習的“菜鳥” ★廣大科研工作人員
4． 讀者服務
為瞭方便解決本書疑難問題，讀者朋友在學習過程中如果遇到與本書有關的技術問題，可以發郵件到郵箱caxart@126．com，或者訪問博客http://blog．sina．com．cn/caxart，編者會盡快給予解答。

另外本書所涉及的素材文件(程序代碼)已經上傳到本書提供的博客中，讀者可以自行下載。
5． 本書作者
本書主要由張岩、吳水根編著。此外，付文利、王廣、瀋再陽、林曉陽、任艷芳、唐傢鵬、孫國強、高飛等也參與瞭本書部分內容的編寫工作，在此錶示感謝。
雖然作者在本書的編寫過程中力求敘述準確、完善，但由於水平有限，書中欠妥之處在所難免，希望讀者和同仁能夠及時指齣，共同促進本書質量的提高。

最後再次希望本書能為讀者的學習和工作提供幫助！

編者
2017.7.1




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