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第1篇 MATLAB入门篇2

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主菜单及功能7

1.4.3 MATLAB命令窗口9

1.4.4 MATLAB工作空间11

1.4.5 M文件编辑／调试器14

1.4.6 图形窗口15

1.4.7 MATLAB文件管理16

1.4.8 MATLAB帮助使用17

1.5 MATLAB的工具箱17

1.6 小结18

第2章 MATLAB计算基础19

2.1 MATLAB数值类型19

2.2 关系运算和逻辑运算21

2.3 矩阵及其运算22

2.3.1 矩阵的创建22

2.3.2 矩阵的运算23

2.4 复数及其运算25

2.4.1 复数的表示25

2.4.2 复数的绘图26

2.4.3 复数的操作函数27

2.5 符号运算28

2.5.1 符号运算概述28

2.5.2 常用的符号运算30

2.6 小结32

第3章 MATLAB绘图基础33

3.1 MATLAB绘图的基本步骤33

3.2 在工作空间直接绘图34

3.3 利用绘图函数绘图35

3.3.1 二维图形35

3.3.2 三维图形36

3.4 图形的修饰40

3.5 小结42

第4章 MATLAB编程基础43

4.1 MATLAB编程概述43

4.2 MATLAB编程原则44

4.3 M文件45

4.4 MATLAB程序流程控制47

4.5 MATLAB的函数及调用50

4.5.1 函数类型50

4.5.2 函数参数传递53

4.6 函数句柄57

4.7 MATLAB程序调试59

4.7.1 常见程序错误59

4.7.2 调试方法61

4.7.3 调试工具62

4.7.4 M文件分析工具65

4.8 MATLAB编程技巧68

4.8.1 嵌套计算68

4.8.2 循环计算70

4.8.3 使用例外处理机制70

4.8.4 使用全局变量72

4.8.5 通过varargin传递参数74

4.9 小结75

第2篇 优化计算基础篇78

第5章 MATLAB优化工具箱78

5.1 工具箱概述78

5.1.1 工具箱的功能78

5.1.2 工具箱的特色78

5.1.3 工具箱的结构79

5.2 工具箱函数79

5.3 GUI优化工具82

5.3.1 GUI优化工具的启动82

5.3.2 GUI优化工具的界面83

5.3.3 GUI优化工具使用步骤84

5.3.4 GUI优化工具应用实例85

5.4 小结92

第6章 无约束一维极值问题93

6.1 进退法93

6.2 黄金分割法96

6.3 斐波那契法98

6.4 牛顿法102

6.4.1 基本牛顿法102

6.4.2 全局牛顿法104

6.5 割线法107

6.6 抛物线法109

6.7 三次插值法112

6.8 可接受搜索法114

6.8.1 Goldstein法114

6.8.2 Wolfe-Powell法117

6.9 MATLAB工具箱应用实例119

6.9.1 应用fminbnd函数119

6.9.2 应用fminsearch函数125

6.9.3 应用改进的fminbnd函数125

6.9.4 应用maple函数127

6.10 小结129

第7章 无约束多维极值问题130

7.1 直接法130

7.1.1 模式搜索法130

7.1.2 Rosenbrock法134

7.1.3 单纯形搜索法137

7.1.4 Powell法141

7.2 使用导数计算的间接法144

7.2.1 最速下降法145

7.2.2 共轭梯度法146

7.2.3 牛顿法149

7.2.4 修正牛顿法150

7.2.5 拟牛顿法152

7.2.6 信赖域法158

7.2.7 显式最速下降法160

7.3 MATLAB工具箱应用实例162

7.3.1 应用fminsearch函数162

7.3.2 应用fminunc函数168

7.3.3 应用fminimax函数170

7.4 小结174

第8章 约束优化问题175

8.1 Rosen梯度投影法175

8.2 罚函数法179

8.2.1 外点罚函数法179

8.2.2 内点罚函数法186

8.2.3 混合罚函数法188

8.2.4 乘子法193

8.3 坐标轮换法196

8.4 复合形法200

8.5 MATLAB工具箱应用实例204

8.6 小结205

第9章 非线性最小二乘优化问题207

9.1 G-N法207

9.2 修正G-N法210

9.3 L-M法212

9.4 MATLAB工具箱应用实例216

9.5 小结217

第10章 线性规划218

10.1 单纯形法218

10.2 修正单纯形法225

10.3 大M法229

10.4 变量有界单纯形法231

10.5 MATLAB工具箱应用实例233

10.6 小结236

第11章 整数规划237

11.1 割平面法237

11.2 分支定界法243

11.3 0-1规划249

11.4 MATLAB工具箱应用实例252

11.5 小结253

第12章 二次规划254

12.1 拉格朗日法254

12.2 起作用集算法256

12.3 路径跟踪法260

12.4 MATLAB工具箱应用实例263

12.5 小结267

第3篇 优化计算高级篇270

第13章 粒子群优化算法270

13.1 粒子群算法概述270

13.2 基本粒子群算法271

13.3 带压缩因子的粒子群算法275

13.4 权重改进的粒子群算法279

13.4.1 线性递减权重法279

13.4.2 自适应权重法283

13.4.3 随机权重法286

13.5 变学习因子的粒子群算法288

13.5.1 同步变化的学习因子288

13.5.2 异步变化的学习因子291

13.6 二阶粒子群算法294

13.7 二阶振荡粒子群算法296

13.8 混沌粒子群算法299

13.9 混合粒子群算法303

13.9.1 基于自然选择的算法303

13.9.2 基于杂交的算法306

13.9.3 基于模拟退火的算法309

13.10 小结312

第14章 遗传算法313

14.1 遗传算法概述313

14.2 基本遗传算法314

14.3 顺序选择遗传算法318

14.4 适值函数标定的遗传算法322

14.5 大变异遗传算法326

14.6 自适应遗传算法330

14.7 双切点交叉遗传算法333

14.8 多变异位自适应遗传算法337

14.9 MATLAB工具箱应用实例341

14.10 小结344

第4篇 综合实战篇346

第15章 工程最优化实战346

15.1 线性规划实战346

15.1.1 生产任务分配问题346

15.1.2 运输问题349

15.1.3 生产运输问题353

15.1.4 资源利用问题359

15.2 整数规划实战360

15.2.1 下料问题360

15.2.2 配套问题362

15.2.3 有限选址问题364

15.2.4 生产组织与计划问题365

15.3 无约束优化实战366

15.3.1 选址问题366

15.3.2 销售利润问题368

15.3.3 库存问题369

15.4 约束优化实战371

15.4.1 最大体积问题371

15.4.2 资源分配问题372

15.4.3 和三角形有关的极值问题373

15.4.4 点到曲线的距离374

15.4.5 曲线到曲线的距离378

15.5 小结380

第16章 经济金融最优化实战381

16.1 最大利润问题381

16.1.1 不考虑销售影响381

16.1.2 考虑销售影响382

16.2 最优消费问题384

16.3 最优投资分配问题385

16.4 最优资金使用问题387

16.5 最优产量问题388

16.5.1 古诺竞争模型388

16.5.2 斯塔克尔伯格竞争模型389

16.6 最优投资组合问题390

16.6.1 标准均值－方差组合391

16.6.2 有上界的均值－方差组合392

16.6.3 有交易成本的均值－方差组合393

16.6.4 自融资均值－方差投资组合394

16.7 小结395

附录A MATLAB优化工具箱函数注释396

附录B 本书所编写的优化算法程序索引398

参考文献401