本教材榮獲2002年全國普通高等教育教材二等獎(jiǎng)。本書是根據(jù)全國高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)所制定的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱編寫的。本書主要內(nèi)容有：優(yōu)化設(shè)計(jì)概述，優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，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，多目標(biāo)及離散變量優(yōu)化方法，機(jī)械優(yōu)化設(shè){十實(shí)例，常用優(yōu)化方法程序的使用說明及計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)指導(dǎo)。本書可作為高等工科學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)本科生、研究生教材，也可供有關(guān)專業(yè)師生及工程技術(shù)人員參考。與本書配套的光盤中，有附錄“常用優(yōu)化方法程序及計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)指導(dǎo)”中的全部源程序及本書全部的圖、表、各章部分習(xí)題參考解答及相關(guān)軟件等內(nèi)容，方便師生使用。
本書為“十二五” 普通高等教育本科國家級(jí)規(guī)劃教材， “十三五” 國家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目， 也曾獲評(píng)普通高等教育“十一五” 國家級(jí)規(guī)劃教材， 教育部“面向２１ 世紀(jì)課程教材”， 并榮獲２００２ 年全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)。
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要課程， 其目的是使學(xué)生樹立優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想， 掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念和基本方法， 獲得解決機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的初步能力。本書分成三大部分： 第一部分是優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念及數(shù)學(xué)模型； 第二部分是具體的優(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、多目標(biāo)及離散變量優(yōu)化方法等； 第三部分是機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例、優(yōu)化方法程序考核題及計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)建議等。
本書內(nèi)容的選擇貫徹“少而精” 和“理論聯(lián)系實(shí)際” 的原則； 內(nèi)容的編排由淺入深，注意邏輯性與系統(tǒng)性， 強(qiáng)調(diào)物理概念及幾何解釋， 便于工程應(yīng)用。本書第６ 版和第５ 版相比較， 主要修訂內(nèi)容有：
�。ǎ保� 對(duì)緒論部分進(jìn)行了修訂， 適當(dāng)增加了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例和發(fā)展概況的內(nèi)容。
（２） 對(duì)第一章進(jìn)行了修訂， 增加了優(yōu)化設(shè)計(jì)的建模理論基礎(chǔ)。
（３） 對(duì)第六章約束優(yōu)化方法中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化法和遺傳算法進(jìn)行了修訂。
（４） 對(duì)第八章進(jìn)行了修訂， 增加了第八節(jié)運(yùn)動(dòng)模擬器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
為了方便教學(xué)， 本書附錄中的源程序、各章的圖和表以及習(xí)題的參考答案等向使用本書的授課教師免費(fèi)提供， 需要的教師可登錄機(jī)械工業(yè)出版社教育服務(wù)網(wǎng)（ｗｗｗ．ｃｍｐｅｄｕ．ｃｏｍ）以教師身份注冊(cè)后下載。
本書再版前， 原主編哈爾濱工業(yè)大學(xué)孫靖民教授和梁迎春教授分別于２０１２ 年和２０１４ 年不幸辭世。經(jīng)與本書的編者及出版社商議， 決定增設(shè)哈爾濱工業(yè)大學(xué)白清順副教授擔(dān)任主編， 哈爾濱工程大學(xué)米成秋教授、合肥工業(yè)大學(xué)柯尊忠教授和王衛(wèi)榮教授、江蘇大學(xué)馬履中教授參加編寫。哈爾濱工程大學(xué)孟慶鑫教授和哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄒經(jīng)湘教授擔(dān)任主審。
本書可作為高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)類專業(yè)的本科生、研究生教材， 也可供有關(guān)專業(yè)的學(xué)生、教師及工程技術(shù)人員參考。
限于編者水平， 書中缺點(diǎn)、錯(cuò)誤在所難免， 敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
謹(jǐn)以此書的出版緬懷已經(jīng)故去令人無比尊敬的哈爾濱工業(yè)大學(xué)孫靖民教授和梁迎春教授！
編 者
前言
緒論 １
第一章 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 ５
第一節(jié) 人字架的優(yōu)化設(shè)計(jì) ６
第二節(jié) 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問題示例 ９
第三節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)模型 ２１
第四節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的建模基礎(chǔ) ２５
第五節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的基本解法 ２７
第二章 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) ３０
第一節(jié) 多元函數(shù)的方向?qū)?shù)與梯度 ３１
第二節(jié) 多元函數(shù)的泰勒展開 ３５
第三節(jié) 無約束優(yōu)化問題的極值條件 ３７
第四節(jié) 凸集、 凸函數(shù)與凸規(guī)劃 ４０
第五節(jié) 等式約束優(yōu)化問題的極值條件 ４２
第六節(jié) 不等式約束優(yōu)化問題的極值條件 ４６
第三章 一維搜索方法 ５５
第一節(jié) 概述 ５６
第二節(jié) 搜索區(qū)間的確定與區(qū)間消去法原理 ５６
第三節(jié) 一維搜索的試探方法 ５９
第四節(jié) 一維搜索的插值方法 ６２
第四章 無約束優(yōu)化方法 ６７
第一節(jié) 概述 ６８
第二節(jié) 最速下降法 ６９
第三節(jié) 牛頓型方法 ７３
第四節(jié) 共軛方向及共軛方向法 ７５
第五節(jié) 共軛梯度法 ７９
第六節(jié) 變尺度法 ８３
第七節(jié) 坐標(biāo)輪換法 ９１
第八節(jié) 鮑威爾方法 ９２
第九節(jié) 單形替換法 ９９
習(xí)題 １０３
第五章 線性規(guī)劃 １０５
第一節(jié) 線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形式與基本性質(zhì) １０６
第二節(jié) 基本可行解的轉(zhuǎn)換 １１３
第三節(jié) 單純形方法 １１８
第四節(jié) 單純形法應(yīng)用舉例 １２２
第五節(jié) 修正單純形法 １３９
習(xí)題 １４８
第六章 約束優(yōu)化方法 １４９
第一節(jié) 概述 １５０
第二節(jié) 隨機(jī)方向法 １５２
第三節(jié) 復(fù)合形法 １５６
第四節(jié) 可行方向法 １６１
第五節(jié) 懲罰函數(shù)法 １７１
第六節(jié) 增廣乘子法 １７８
第七節(jié) 非線性規(guī)劃問題的線性化解法———線性逼近法 １８７
第八節(jié) 廣義簡約梯度法 １９０
第九節(jié) 二次規(guī)劃法 １９４
第十節(jié) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法 １９６
第十一節(jié) 遺傳算法 ２０９
習(xí)題 ２１４
第七章 多目標(biāo)及離散變量優(yōu)化方法 ２１６
第一節(jié) 多目標(biāo)優(yōu)化問題 ２１７
第二節(jié) 多目標(biāo)優(yōu)化方法 ２１９
第三節(jié) 離散變量優(yōu)化問題 ２４３
第四節(jié) 離散變量優(yōu)化方法 ２４５
習(xí)題 ２６４
第八章 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例 ２６６
第一節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用技巧 ２６７
第二節(jié) 機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) ２７０
第三節(jié) 圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì) ２７３
第四節(jié) 平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) ２８０
第五節(jié) 汽車懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) ２８４
第六節(jié) 熱壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) ２８９
第七節(jié) 月生產(chǎn)計(jì)劃的最優(yōu)安排 ２９３
第八節(jié) 運(yùn)動(dòng)模擬器的優(yōu)化設(shè)計(jì) ２９５
附錄 常用優(yōu)化方法程序考核題及計(jì)算機(jī)
實(shí)習(xí)建議 ３００
附錄 Ａ 常用優(yōu)化方法程序考核題 ３０１
附錄 Ｂ 計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)建議 ３０２
參考文獻(xiàn) ３０４
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