《MATLAB优化算法》张岩

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《MATLAB优化算法》张岩【文字版_PDF电子书_】

内容简介：

本书是一本简明的MATLAB优化算法综合性参考书，以MATLAB R2016b软件版本为基础，根据常用优化算法编写，包含多种优化算法的MATLAB应用方法，是读者掌握MATLAB在优化算法中应用的有力工具。

全书分为四个部分共18章，包括MATLAB应用基础、常规优化算法、智能优化算法和综合应用。靠前部分从MATLAB基础知识开始，详细介绍编程和程序设计、二维绘图、三维绘图、GUI应用等内容; 第二部分介绍MATLAB线性规划、非线性规划、无约束一维极值、无约束多维极值、约束优化方法、二次规划、多目标函数的优化方法等内容; 第三部分介绍免疫优化算法及其MATLAB实现、粒子群优化算法的MATLAB实现、遗传优化算法的MATLAB实现、小波变换的MATLAB实现、神经网络的MATLAB实现等内容; 第四部分主要介绍MATLAB在分形维数和经济金融很优化中的应用。在本书的很后，附录中还给出了MATLAB基本命令的介绍，便于读者查阅。

本书以MATLAB优化内容为主线，结合各种优化模型案例的讲解，各种MATLAB优化算法函数的说明，使读者易看懂、会应用。本书深入浅出，实例引导，讲解翔实，既可以作为高等院校数学建模和数学实验的参考教材，也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。

目  录：

第一部分MATLAB应用基础

第一章MATLAB基础知识

1.1基本概念

1.1.1数据类型概述

1.1.2整数类型

1.1.3浮点数类型

1.1.4常量与变量

1.1.5数组、矩阵、向量和标量

1.1.6字符型数据

1.1.7运算符

1.1.8复数

1.1.9无穷量和非数值量

1.2向量

1.2.1向量的生成

1.2.2向量的加减和数乘运算

1.2.3向量的点、叉积运算

1.3数组

1.3.1数组的创建和操作

1.3.2数组的常见运算

1.4矩阵

1.4.1矩阵生成

1.4.2向量的生成

1.4.3矩阵加减运算

1.4.4矩阵乘法运算

1.4.5矩阵的除法运算

1.4.6矩阵的分解运算

1.5字符串

1.5.1字符串变量与一维字符数组

1.5.2对字符串的多项操作

1.5.3二维字符数组

1.6符号

1.6.1符号表达式的生成

1.6.2符号矩阵

1.6.3常用符号运算

1.7关系运算和逻辑运算

1.7.1关系运算

1.7.2逻辑运算

1.7.3常用函数

1.8复数

1.8.1复数和复矩阵的生成

1.8.2复数的运算

1.9数据类型间的转换

本章小结

第2章MATLAB编程

2.1MATLAB编程概述

2.2MATLAB编程原则

2.3分支结构

2.3.1if分支结构

2.3.2switch分支结构

2.4循环结构

2.4.1while循环结构

2.4.2for循环结构

2.5其他控制程序命令

2.6程序调试

2.6.1程序调试命令

2.6.2常见程序错误

2.6.3内存优化

2.7经典案例

本章小结

第3章MATLAB绘图

3.1数据图像绘制简介

3.1.1离散数据可视化

3.1.2连续函数可视化

3.2二维绘图

3.2.1二维图形基本绘图命令plot

3.2.2二维图形的修饰

3.2.3子图绘制法

3.2.4二维绘图的经典应用

3.3三维绘制

3.3.1三维绘图基本命令

3.3.2网格曲面隐藏线的显示和关闭

3.3.3三维绘图的实际应用

3.4特殊图形的绘制

3.4.1特殊二维图形的绘制

3.4.2特殊三维图形

本章小结

第4章GUI应用

4.1GUI基础概念

4.1.1GUI开发方法

4.1.2GUI基本元素

4.1.3GUI的层次

4.2菜单

4.2.1建立菜单和子菜单

4.2.2菜单对象常用属性

4.2.3快捷菜单

4.3GUIDE的使用

4.4使用M文件创建GUI对象

本章小结

第二部分MATLAB常规优化算法

第5章MATLAB线性规划

5.1线性规划的概念

5.2线性规划的标准形式

5.3线性规划的MATLAB函数

5.4线性规划问题求解方法

5.4.1单纯形线性规划问题求解

5.4.2多目标线性规划问题求解

5.5线性规划实例

5.5.1生产决策问题

5.5.2工作人员计划安排问题

5.5.3投资问题

5.5.4工件加工任务分配问题

5.5.5厂址选择问题

5.5.6确定职工编制问题

5.5.7生产计划的化问题

本章小结

第6章MATLAB非线性规划

6.1非线性规划基础

6.1.1非线性规划标准形式

6.1.2非线性规划MATLAB函数

6.2无约束非线性规划

6.2.1基本数学原理

6.2.2无约束非线性规划函数

6.2.3无约束非线性规划问题的应用

6.3求解非线性规划

6.3.1一维化方法

6.3.2无约束化方法

6.3.3约束化方法

6.4非线性规划实例

6.4.1遗传算法求解非线性规划

6.4.2资金调用问题

6.4.3经营安排问题

本章小结

第7章无约束一维极值

7.1无约束算法基础

7.2进退法

7.3黄金分割法

7.4斐波那契法

7.5牛顿型法

7.5.1牛顿法

7.5.2阻尼牛顿法

7.6割线法

7.7抛物线法

7.8三次插值法

7.9坐标轮换法

本章小结

第8章无约束多维极值

8.1直接法

8.1.1模式搜索法

8.1.2单纯形搜索法

8.1.3Powell法

8.2使用导数计算的间接法

8.2.1最速下降法

8.2.2共轭梯度法

8.3拟牛顿法

本章小结

第9章约束优化方法

9.1约束优化方法简介

9.2方向法

9.3复合形法

9.4可行方向法

9.5惩罚函数法

本章小结

0章二次规划

10.1基本概念

10.2拉格朗日法

10.3起作用集算法

本章小结

1章多目标函数的优化方法

11.1概述

11.2理想点法

11.3线性加权和法

11.4最小法

11.5目标规划法

本章小结

第三部分MATLAB智能优化算法

2章免疫优化算法及其实现

12.1基本概念

12.2人工免疫系统

12.3免疫遗传算法

12.4免疫算法MATLAB应用实例

12.4.1最短路径规划

12.4.2旅行商问题

12.4.3故障检测问题

本章小结

3章粒子群优化算法的实现

13.1算法的基本概念

13.2算法的MATLAB实现

13.2.1算法的基本程序

13.2.2适应度函数

13.2.3免疫粒子群算法的MATLAB应用

13.3粒子群算法的权重控制

13.3.1线性递减法

13.3.2自适应法

13.4混合粒子群算法

13.4.1模拟退火免疫算法

13.4.2基于杂交的算法

本章小结

4章遗传优化算法的实现

14.1遗传算法概述

14.2基本遗传算法

14.3MATLAB遗传算法工具箱及其应用

14.4自适应遗传算法

14.5遗传算法的典型应用

14.5.1求解函数极值

14.5.2函数优化求解

本章小结

5章小波变换的实现

15.1小波变换原理

15.2小波算法的MATLAB函数

15.3图像的分解和量化

15.3.1一维小波变换

15.3.2二维变换体系

15.4小波变换经典案例

15.4.1去噪

15.4.2压缩

本章小结

6章神经网络的实现

16.1人工神经网络基本概念

16.2MATLAB神经网络工具箱

16.2.1常用神经元激活函数

16.2.2神经网络通用函数

16.2.3神经网络的MATLAB实现

16.3神经网络的经典应用

16.3.1PID神经网络控制

16.3.2模糊神经网络在函数逼近中的应用

本章小结

第四部分MATLAB综合应用

7章分形维数应用与实现

17.1分形维数概述

17.2二维分形维数的MATLAB应用

17.3分形插值算法的MATLAB应用

本章小结

8章经济金融化应用

18.1期权定价分析

18.2收益、风险和有效前沿的计算

18.3投资组合绩效分析

18.4固定收益证券的久期和凸度计算

本章小结

附录MATLAB基本命令

参考文献

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MATLAB 算法 优化算法

摘要：《MATLAB优化算法》张岩》是一本深入浅出介绍MATLAB优化算法的著作。本书以MATLAB为平台，详细阐述了优化算法的基本原理、常用算法及其在工程中的应用。全书结构清晰，内容丰富，适合MATLAB用户和优化算法爱好者阅读。

1、算法原理

《MATLAB优化算法》张岩》首先介绍了优化算法的基本原理，包括优化问题的定义、优化算法的分类、优化算法的收敛性等。通过对基本原理的阐述，使读者对优化算法有一个全面的认识。

书中详细介绍了多种优化算法，如梯度下降法、牛顿法、共轭梯度法、遗传算法等。通过对这些算法的原理和特点进行深入剖析，使读者能够更好地理解和应用这些算法。

此外，书中还介绍了优化算法的收敛性分析，包括局部收敛性和全局收敛性。通过对收敛性的分析，使读者能够更好地选择和应用合适的优化算法。

2、MATLAB实现

《MATLAB优化算法》张岩》以MATLAB为平台，详细介绍了MATLAB优化工具箱的使用方法。书中通过大量的实例，展示了如何使用MATLAB进行优化问题的建模、求解和分析。

书中介绍了MATLAB优化工具箱中的各种函数和工具，如fminunc、fmincon、ga等。通过对这些函数和工具的详细介绍，使读者能够熟练地使用MATLAB进行优化问题的求解。

此外，书中还介绍了MATLAB优化工具箱的扩展和定制，使读者能够根据实际需求对优化工具箱进行二次开发。

3、工程应用

《MATLAB优化算法》张岩》结合实际工程案例，详细介绍了优化算法在工程中的应用。书中涵盖了多个领域的应用案例，如信号处理、图像处理、控制系统、机器学习等。

通过对这些案例的分析，使读者能够了解优化算法在实际工程中的应用方法和技巧。

此外，书中还介绍了优化算法在工程中的应用挑战和解决方案，使读者能够更好地应对实际工程中的优化问题。

4、总结与展望

《MATLAB优化算法》张岩》全面介绍了MATLAB优化算法的基本原理、常用算法及其在工程中的应用。通过对本书的学习，读者可以掌握MATLAB优化工具箱的使用方法，并能够将其应用于实际工程中。

随着科学技术的不断发展，优化算法在各个领域的应用越来越广泛。本书的出版为读者提供了一个学习和应用MATLAB优化算法的良好平台。

总结：

《MATLAB优化算法》张岩》是一本全面、实用的MATLAB优化算法著作。通过对本书的学习，读者可以深入了解优化算法的基本原理、常用算法及其在工程中的应用，为解决实际问题提供有力支持。

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