精通MATLAB优化计算（第4版）

书籍目录

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
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命令行窗口
6

1.4.3  MATLAB工作区
8

1.4.4  编辑器/调试器
10

1.4.5  MATLAB文件管理
10

1.4.6  MATLAB帮助使用
11

1.5  MATLAB的工具箱
11

1.6  小结
12

第2章  MATLAB计算基础
13

2.1  MATLAB数值类型
13

2.2  关系运算和逻辑运算
15

2.3  矩阵及其运算
16

2.3.1  矩阵的创建
16

2.3.2  矩阵的运算
17

2.4  复数及其运算
19

2.4.1  复数的表示
19

2.4.2  复数的绘图
20

2.4.3  复数的操作函数
21

2.5  符号运算
22

2.5.1  符号运算概述
22

2.5.2  常用的符号运算
24

2.6  小结
26

第3章  MATLAB数据可视化基础
27

3.1  MATLAB数据可视化的基本步骤
27

3.2  在工作区直接绘图
28

3.3  利用可视化绘图函数绘图
29

3.3.1  二维数据可视化
29

3.3.2  三维数据可视化
30

3.4  图形的修饰
33

3.5  小结
36

第4章  MATLAB编程基础
37

4.1  MATLAB编程概述
37

4.2  MATLAB编程原则
38

4.3  M文件
39

4.4  MATLAB程序流程控制
41

4.5  MATLAB的函数及调用
44

4.5.1  函数类型
44

4.5.2  函数参数传递
47

4.6  函数句柄
51

4.7  MATLAB程序调试
53

4.7.1  常见程序错误
53

4.7.2  调试方法
55

4.7.3  调试工具
56

4.7.4  M文件分析工具
59

4.8  MATLAB编程技巧
62

4.8.1  嵌套计算
62

4.8.2  循环计算
64

4.8.3  使用例外处理机制
64

4.8.4  使用全局变量
65

4.8.5  通过varargin传递参数
67

4.9  小结
68

第２篇  优化计算基础篇

第5章  MATLAB优化工具箱
70

5.1  工具箱概述
70

5.1.1  工具箱的功能
70

5.1.2  工具箱的特色
70

5.1.3  工具箱的结构
71

5.2  工具箱函数
72

5.3  GUI优化工具
75

5.3.1  GUI优化工具的启动
75

5.3.2  GUI优化工具的界面
76

5.3.3  GUI优化工具使用步骤
77

5.3.4  GUI优化工具应用实例
78

5.4  小结
87

第6章  无约束一维极值问题
88

6.1  进退法
88

6.2  黄金分割法
91

6.3  斐波那契法
93

6.4  牛顿法
97

6.4.1  基本牛顿法
97

6.4.2  全局牛顿法
99

6.5  割线法
102

6.6  抛物线法
104

6.7  三次插值法
107

6.8  可接受搜索法
109

6.8.1  Goldstein法
109

6.8.2  Wolfe-Powell法
112

6.9  MATLAB工具箱应用实例
114

6.9.1  应用fminbnd函数
114

6.9.2  应用fminsearch函数
120

6.9.3  应用改进的fminbnd函数
120

6.9.4  应用maple函数
122

6.10  小结
124

第7章  无约束多维极值问题
125

7.1  直接法
125

7.1.1  模式搜索法
125

7.1.2  Rosenbrock法
128

7.1.3  单纯形搜索法
132

7.1.4  Powell法
136

7.2  使用导数计算的间接法
139

7.2.1  最速下降法
139

7.2.2  共轭梯度法
141

7.2.3  牛顿法
143

7.2.4  修正牛顿法
145

7.2.5  拟牛顿法
147

7.2.6  信赖域法
152

7.2.7  显式最速下降法
155

7.3  MATLAB工具箱应用实例
157

7.3.1  应用fminsearch函数
157

7.3.2  应用fminunc函数
163

7.3.3  应用fminimax函数
165

7.4  小结
168

第8章  约束优化问题
169

8.1  Rosen梯度投影法
169

8.2  罚函数法
173

8.2.1  外点罚函数法
173

8.2.2  内点罚函数法
180

8.2.3  混合罚函数法
182

8.2.4  乘子法
187

8.3  坐标轮换法
190

8.4  复合形法
194

8.5  MATLAB工具箱应用实例
198

8.6  小结
199

第9章  非线性最小二乘优化问题
201

9.1  G-N法
201

9.2  修正G-N法
204

9.3  L-M法
206

9.4  MATLAB工具箱应用实例
210

9.5  小结
211

第10章  线性规划
212

10.1  单纯形法
212

10.2  修正单纯形法
219

10.3  大M法
223

10.4  变量有界单纯形法
225

10.5  MATLAB工具箱应用实例
227

10.6  小结
230

第11章  整数规划
231

11.1  割平面法
231

11.2  分支定界法
237

11.3  0-1规划
243

11.4  MATLAB工具箱应用实例
246

11.5  小结
247

第12章  二次规划
248

12.1  拉格朗日法
248

12.2  起作用集算法
250

12.3  路径跟踪法
254

12.4  MATLAB工具箱应用实例
257

12.5  小结
261

第13章  多目标规划
262

13.1  多目标规划概述
262

13.2  多目标规划的解法
263

13.2.1  基于一个单目标问题的方法
263

13.2.2  基于多个单目标问题的方法
264

13.3  MATLAB工具箱应用实例
265

13.4  小结
269

第３篇  优化计算高级篇

第14章  模拟退火算法
272

14.1  模拟退火算法概述
272

14.2  模拟退火算法的基本步骤
273

14.3  MATLAB工具箱应用实例
274

14.4  小结
279

第15章  粒子群优化算法
280

15.1  粒子群算法概述
280

15.2  基本粒子群算法
281

15.3  带压缩因子的粒子群算法
285

15.4  权重改进的粒子群算法
289

15.4.1  线性递减权重法
289

15.4.2  自适应权重法
293

15.4.3  随机权重法
296

15.5  变学习因子的粒子群算法
298

15.5.1  同步变化的学习因子
298

15.5.2  异步变化的学习因子
301

15.6  二阶粒子群算法
304

15.7  二阶振荡粒子群算法
306

15.8  混沌粒子群算法
309

15.9  混合粒子群算法
313

15.9.1  基于自然选择的算法
313

15.9.2  基于杂交的算法
316

15.9.3  基于模拟退火的算法
319

15.10  小结
322

第16章  遗传算法
323

16.1  遗传算法概述
323

16.2  基本遗传算法
324

16.3  顺序选择遗传算法
328

16.4  适值函数标定的遗传算法
332

16.5  大变异遗传算法
336

16.6  自适应遗传算法
340

16.7  双切点交叉遗传算法
343

16.8  多变异位自适应遗传算法
347

16.9  MATLAB工具箱应用实例
351

16.10  小结
354

第４篇  综合实战篇

第17章  工程最优化实战
356

17.1  线性规划实战
356

17.1.1  生产任务分配问题
356

17.1.2  运输问题
359

17.1.3  生产运输问题
363

17.1.4  资源利用问题
369

17.2  整数规划实战
370

17.2.1  下料问题
370

17.2.2  配套问题
372

17.2.3  有限选址问题
374

17.2.4  生产组织与计划问题
375

17.3  无约束优化实战
376

17.3.1  选址问题
376

17.3.2  销售利润问题
378

17.3.3  库存问题
379

17.4  约束优化实战
381

17.4.1  最大体积问题
381

17.4.2  资源分配问题
382

17.4.3  和三角形有关的极值问题
383

17.4.4  点到曲线的距离
384

17.4.5  曲线到曲线的距离
388

17.5  多目标规划实战
390

17.6  小结
395

第18章  经济金融最优化实战
396

18.1  最大利润问题
396

18.1.1  不考虑销售影响
396

18.1.2  考虑销售影响
397

18.2  最优消费问题
399

18.3  最优投资分配问题
400

18.4  最优资金使用问题
402

18.5  最优产量问题
403

18.5.1  古诺竞争模型
403

18.5.2  斯塔克尔伯格竞争模型
404

18.6  最优投资组合问题
405

18.6.1  标准均值-方差组合
406

18.6.2  有上界的均值-方差组合
407

18.6.3  有交易成本的均值-方差组合
408

18.6.4  自融资均值-方差投资组合
409

18.7  小结
410

参考文献
411

作者简介

《精通MATLAB优化计算（第4版）》系统地讲述应用MATLAB来解决优化问题，通过将“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，实用性非常强而且简单易学，优化的方法也非常丰富，包括无约束极值求解、约束优化、非线性最小二乘优化、线性规划、整数规划、二次规划、多目标规划、模拟退火算法、粒子群优化算法和遗传算法。

《精通MATLAB优化计算（第4版）》侧重于优化算法的MATLAB实现，同时精选了大量的优化问题实例，通过实例的分析与求解，切实教会读者掌握MATLAB在优化问题方面的应用。

通过《精通MATLAB优化计算（第4版）》，读者不仅能熟练使用MATLAB来快速解决实际优化问题，而且还能深入理解优化算法和采用MATLAB编程解决优化问题，从而提高分析和解决问题的能力。

《精通MATLAB优化计算（第4版）》可供信息与计算机科学、数学与应用数据、经济与金融、运筹与管理、统计与数据科学、控制以及相关理工科专业的本科生和研究生作为教材、实验或教学参考书，也可供相关工程技术与管理人员、科技工作者和数学建模人员参考。

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