定 價：56 元
叢書名：西安交通大學(xué)研究生“十四五”規(guī)劃精品系列教材
- 作者：楊福勝、吳震、鄧春、張早校 編
- 出版時間：2025/11/1
- ISBN：9787122475794
- 出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類：O242.23
- 頁碼：220
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16開
本書是為高等學(xué)校工科研究生編寫的“最優(yōu)化方法及應(yīng)用”課程教材，主要內(nèi)容包括：概述、無約束最優(yōu)化（一維、多維）、約束最優(yōu)化（線性、非線性）、全局最優(yōu)化新方法、多目標(biāo)優(yōu)化、應(yīng)用實例等。全書內(nèi)容組織突出應(yīng)用導(dǎo)向，力求在使學(xué)生理解優(yōu)化方法的基本思想、實施步驟、軟件實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，最大限度減少繁復(fù)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明，同時結(jié)合案例將相關(guān)方法應(yīng)用于個人科研實踐。
本書可以作為化學(xué)工程、化工過程機械、動力工程、環(huán)境工程、能源動力、材料化工等相關(guān)工科專業(yè)的研究生的教材或教學(xué)參考書，具有高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、計算方法基礎(chǔ)的科技人員可自學(xué)本書。
第1章 概述 001
1.1 過程工業(yè)對最優(yōu)化的需求 001
1.2 什么是最優(yōu)化問題 001
1.3 化工過程中的最優(yōu)化問題實例 002
1.3.1 過程設(shè)備的最優(yōu)化問題 002
1.3.2 過程系統(tǒng)的最優(yōu)化問題 004
1.3.3 安全環(huán)保問題 005
1.3.4 數(shù)字孿生問題 006
1.3.5 多目標(biāo)優(yōu)化 006
1.4 最優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)描述 008
1.5 求解最優(yōu)化問題的一般步驟 009
1.6 求解最優(yōu)化問題的困難 009
1.7 求解最優(yōu)化問題的理論基礎(chǔ) 010
第2章 一維搜索方法 011
2.1 精確一維搜索 011
2.1.1 區(qū)間消去法 011
2.1.2 牛頓法 014
2.1.3 二次插值法 015
2.2 非精確一維搜索 017
2.2.1 Armijo 準(zhǔn)則 017
2.2.2 Goldstein 準(zhǔn)則 018
2.2.3 Wolfe 準(zhǔn)則 018
2.3 本章小結(jié) 019
習(xí)題 019
第3章 多元函數(shù)無約束最優(yōu)化 020
3.1 算法分類 020
3.1.1 線搜索方法 020
3.1.2 信賴域方法 020
3.2 一階導(dǎo)數(shù)方法 021
3.2.1 最速下降法 021
3.2.2 共軛梯度法 022
3.3 二階導(dǎo)數(shù)方法 027
3.3.1 牛頓法 027
3.3.2 最小二乘擬合及解法 029
3.3.3 擬牛頓法 031
3.4 無導(dǎo)數(shù)方法 035
3.4.1 Nelder-Mead 法 035
3.4.2 Powell 法 037
3.4.3 遺傳算法 040
3.5 本章小結(jié) 049
習(xí)題 050
第4章 線性規(guī)劃 052
4.1 問題形式及性質(zhì) 052
4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)型及轉(zhuǎn)換 052
4.1.2 解的基本概念及理論 053
4.1.3 二維LP 的圖解法 054
4.2 單純形法 055
4.2.1 傳統(tǒng)單純形法 055
4.2.2 對偶單純形法 061
4.2.3 線性規(guī)劃Matlab 實現(xiàn) 064
4.3 內(nèi)點法 068
4.3.1 Karmarkar 內(nèi)點法的原理和基本觀點 068
4.3.2 Karmarkar 內(nèi)點法的基本步驟 069
4.4 整數(shù)規(guī)劃 073
4.4.1 切平面法 074
4.4.2 分支定界法 076
4.4.3 整數(shù)規(guī)劃Matlab 實現(xiàn) 078
4.5 線性規(guī)劃解決實際問題 080
4.5.1 生產(chǎn)計劃優(yōu)化問題 080
4.5.2 連續(xù)投資問題 084
4.5.3 物流運輸問題 086
4.5.4 配料問題 088
4.6 本章小結(jié) 089
習(xí)題 089
第5章 非線性約束問題的最優(yōu)化 094
5.1 約束問題最優(yōu)解的充分必要條件 096
5.1.1 基本概念 096
5.1.2 一階必要條件 097
5.1.3 廣義Lagrange 函數(shù) 099
5.1.4 二階充分條件 099
5.2 約束問題轉(zhuǎn)為無約束問題 102
5.2.1 Lagrange 乘子法 102
5.2.2 罰函數(shù)法 107
5.3 非線性約束最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)為線性約束二次優(yōu)化問題 115
5.3.1 序列二次規(guī)劃（SQP）法 115
5.3.2 序列二次規(guī)劃（SQP）法在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 126
5.4 可行方向法 129
5.4.1 Zoutendijk 可行方向法 129
5.4.2 非線性約束的Topkis-Veinott 法 134
5.4.3 Rosen 投影梯度法 137
5.5 本章小結(jié) 145
習(xí)題 146
第6章 全局最優(yōu)化新方法 149
6.1 智能算法 150
6.2 模擬退火算法 151
6.2.1 模擬退火算法概述 151
6.2.2 模擬退火算法中的Metropolis 準(zhǔn)則 152
6.2.3 模擬退火算法求解全局最優(yōu)化問題基本原理 152
6.2.4 模擬退火算法的程序?qū)崿F(xiàn) 154
6.2.5 模擬退火算法的算例應(yīng)用 155
6.3 最優(yōu)化方法的發(fā)展趨勢 161
6.4 最優(yōu)化新算法在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 166
6.5 本章小結(jié) 170
習(xí)題 171
第7章 多目標(biāo)優(yōu)化 175
7.1 多目標(biāo)優(yōu)化概念及定義 175
7.2 求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的方法 177
7.2.1 傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方法 177
7.2.2 進化多目標(biāo)優(yōu)化方法 178
7.3 NSGA-Ⅱ算法應(yīng)用示例 181
7.3.1 計算步驟 181
7.3.2 隔壁塔操作優(yōu)化 183
7.4 本章小結(jié) 188
習(xí)題 189
第8章 最優(yōu)化方法的應(yīng)用 190
8.1 能源系統(tǒng)最優(yōu)化 190
8.1.1 蒸汽動力系統(tǒng)最優(yōu)化 190
8.1.2 氫燃料電池系統(tǒng)最優(yōu)化 193
8.1.3 換熱網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化 197
8.2 化工過程最優(yōu)化 206
8.2.1 工廠選址最優(yōu)化 206
8.2.2 精餾塔操作最優(yōu)化 208
8.2.3 工業(yè)水系統(tǒng)最優(yōu)化 209
8.3 化工設(shè)備最優(yōu)化 212
8.3.1 不可壓縮流體管徑最優(yōu)化 212
8.3.2 氣體壓縮功最優(yōu)化 213
8.3.3 原油管道系統(tǒng)配置最優(yōu)化 213
8.4 本章小結(jié) 218
參考文獻 219
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