1、車輛優化設計課程教學大綱課程名稱：車輛優化設計課程編號：GT16420課程性質：選修課學 時：18學 分：1考核方式：考查適用對象：車輛工程前修課程：高等數學、線性代數、機械原理、機械設計、工程力學建議開課學期：第7學期一、課程性質、目的與任務優化設計是在電子計算機廣泛應用的基礎上發展起來的一門先進技術，它是根據最優化原理和方法，以電子計算機為計算工具，尋求最優設計參數的一種現代設計方法。該課程是在高年級設置的專業選修課，可供機械類或近機類專業的學生選修。該課程的主要目的和任務在于培養學生：了解和基本掌握機械優化設計的理論知識 擴大視野，并初步具有應用優化設計的基本理論和基本方法解決簡單工程實

2、際問題的素質。二、教學基本要求通過本課程的學習，要求學生達到：1、熟練掌握優化設計的基本概念及數學規劃理論的概念、技術術語與基本方法。2、能夠正確建立機械優化設計問題的數學模型。3、掌握具體的優化設計方法，包括一維搜索方法、無約束優化方法、線性規劃、約束優化方法等。4、能夠根據各類機械優化設計問題的具體特點，選擇適當的優化方法，選取或自行編制計算機程序，以計算機作為工具求得最佳設計參數，提高設計效率和質量，設計出既經濟又可靠的機械裝置。5、對機械優化設計的新發展有所了解。三、課程內容與學時分配章 節理論教學內容理論學時第一章優化設計概述2第二章目標函數的基本性質及數學分析基礎4第三章一維搜索3

3、第四章無約束優化問題5第五章約束優化問題4合 計18第一章 優化設計概述（2學時）教學目標:掌握優化設計的分類，數學模型三要素，目標函數等值線，數學規劃法重點難點:數學模型三要素，目標函數等值線，數學規劃法教學內容：第一節 優化設計方法第二節 優化設計數學模型概述第三節 優化問題分類第四節 優化問題的求解方法第二章 目標函數的基本性質及數學分析基礎（4學時）教學目標:掌握目標函數的方向導數、梯度和極值條件，多元函數的泰勒展開式和海塞矩陣重點難點:極值條件、梯度和海塞矩陣教學內容：第一節 目標函數的等值面（線）第二節 目標函數的方向導數和梯度第三節 多元目標函數的泰勒表達式和海賽矩陣第四節 目標

4、函數的極值條件第三章 一維搜索（3學時）教學目標:掌握單峰函數和初始區間的確定；掌握一維搜索的常用方法，如進退算法、黃金分割法、二次插值法重點難點:進退算法、黃金分割法教學內容：第一節 下單峰搜索區間第二節 確定最優步長第三節 二次插值法第四章 無約束優化問題（5學時）教學目標:掌握無約束優化方法，包括方向加速法、共軛梯度法、牛頓法、變尺度法、變量輪換法。重點難點:方向加速法、共軛梯度法、牛頓法及各方法的迭代原理教學內容：第一節 方向加速法第二節 共軛梯度法第三節 變尺度法第四節 變量輪換法第五節 牛頓法第五章 約束最優化方法（4學時）教學目標:掌握常用約束優化方法，包括復合形法、懲罰函數法、

5、可行方向法、梯度投影法、增廣拉格朗日乘子法。重點難點:懲罰函數法的內點法、外點法教學內容：第一節 復合形法第二節 懲罰函數法第三節 增廣拉格朗日乘子法第四節 可行方向法第五節 梯度投影法四、參考書及圖書資料1、建議教材魏朗，余強.現代最優化設計與規劃方法.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 最優化方法與程序設計