1、車輛優(yōu)化設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱課程名稱：車輛優(yōu)化設(shè)計(jì)課程編號：GT16420課程性質(zhì)：選修課學(xué) 時(shí)：18學(xué) 分：1考核方式：考查適用對象：車輛工程前修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)建議開課學(xué)期：第7學(xué)期一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在電子計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門先進(jìn)技術(shù)，它是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法，以電子計(jì)算機(jī)為計(jì)算工具，尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。該課程是在高年級設(shè)置的專業(yè)選修課，可供機(jī)械類或近機(jī)類專業(yè)的學(xué)生選修。該課程的主要目的和任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生：了解和基本掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論知識 擴(kuò)大視野，并初步具有應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和基本方法解決簡單工程實(shí)

2、際問題的素質(zhì)。二、教學(xué)基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生達(dá)到：1、熟練掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念及數(shù)學(xué)規(guī)劃理論的概念、技術(shù)術(shù)語與基本方法。2、能夠正確建立機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)模型。3、掌握具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括一維搜索方法、無約束優(yōu)化方法、線性規(guī)劃、約束優(yōu)化方法等。4、能夠根據(jù)各類機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的具體特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，選取或自行編制計(jì)算機(jī)程序，以計(jì)算機(jī)作為工具求得最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，設(shè)計(jì)出既經(jīng)濟(jì)又可靠的機(jī)械裝置。5、對機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的新發(fā)展有所了解。三、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配章 節(jié)理論教學(xué)內(nèi)容理論學(xué)時(shí)第一章優(yōu)化設(shè)計(jì)概述2第二章目標(biāo)函數(shù)的基本性質(zhì)及數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)4第三章一維搜索3

3、第四章無約束優(yōu)化問題5第五章約束優(yōu)化問題4合 計(jì)18第一章 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo):掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的分類，數(shù)學(xué)模型三要素，目標(biāo)函數(shù)等值線，數(shù)學(xué)規(guī)劃法重點(diǎn)難點(diǎn):數(shù)學(xué)模型三要素，目標(biāo)函數(shù)等值線，數(shù)學(xué)規(guī)劃法教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法第二節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型概述第三節(jié) 優(yōu)化問題分類第四節(jié) 優(yōu)化問題的求解方法第二章 目標(biāo)函數(shù)的基本性質(zhì)及數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo):掌握目標(biāo)函數(shù)的方向?qū)?shù)、梯度和極值條件，多元函數(shù)的泰勒展開式和海塞矩陣重點(diǎn)難點(diǎn):極值條件、梯度和海塞矩陣教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 目標(biāo)函數(shù)的等值面（線）第二節(jié) 目標(biāo)函數(shù)的方向?qū)?shù)和梯度第三節(jié) 多元目標(biāo)函數(shù)的泰勒表達(dá)式和海賽矩陣第四節(jié) 目標(biāo)

4、函數(shù)的極值條件第三章 一維搜索（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo):掌握單峰函數(shù)和初始區(qū)間的確定；掌握一維搜索的常用方法，如進(jìn)退算法、黃金分割法、二次插值法重點(diǎn)難點(diǎn):進(jìn)退算法、黃金分割法教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 下單峰搜索區(qū)間第二節(jié) 確定最優(yōu)步長第三節(jié) 二次插值法第四章 無約束優(yōu)化問題（5學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo):掌握無約束優(yōu)化方法，包括方向加速法、共軛梯度法、牛頓法、變尺度法、變量輪換法。重點(diǎn)難點(diǎn):方向加速法、共軛梯度法、牛頓法及各方法的迭代原理教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 方向加速法第二節(jié) 共軛梯度法第三節(jié) 變尺度法第四節(jié) 變量輪換法第五節(jié) 牛頓法第五章 約束最優(yōu)化方法（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo):掌握常用約束優(yōu)化方法，包括復(fù)合形法、懲罰函數(shù)法、

5、可行方向法、梯度投影法、增廣拉格朗日乘子法。重點(diǎn)難點(diǎn):懲罰函數(shù)法的內(nèi)點(diǎn)法、外點(diǎn)法教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 復(fù)合形法第二節(jié) 懲罰函數(shù)法第三節(jié) 增廣拉格朗日乘子法第四節(jié) 可行方向法第五節(jié) 梯度投影法四、參考書及圖書資料1、建議教材魏朗，余強(qiáng).現(xiàn)代最優(yōu)化設(shè)計(jì)與規(guī)劃方法.北京：人民交通出版社，20052、主要參考書1倪勤. HYPERLINK /%E6%9C%80%E4%BC%98%E5%8C%96%E6%96%B9%E6%B3%95%E4%B8%8E%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%AE%BE%E8%AE%A1-%E5%80%AA%E5%8B%A4/dp/B002FG28AM/ref=sr_1_5?s=books&ie=UTF8&qid=1300799455&sr=1-5 t _blank 最優(yōu)化方法與程序設(shè)計(jì)