研究生课程教学大纲-浙江大学航空航天学院

浙江大学研究生课程教学大纲

一、基本情况 课程编号 中文课程名称 英文课程名称 任课教师1 E-mail： 任课教师2 E-mail： 自学 课内总学时数及其分配（1学分16学时） 讲课 讨论 实验 其他 学分数 2.0 考核方式 2423009 开课（院）系 航空航天学院 开课学期 秋学期 最优化原理与方法 授课语言 Optimization Theory and Method 王双连 职称 sunionwon@zju.edu.cn 职称 讲师 工作证号 联系电话 工作证号 0003143 13735576676 中文 联系电话（手机） 29 3 开卷考试，课后报告 现代产品的设计开发追求优、快、省，并正向着大型化、复杂化、精密化和光机电一体化的方向发展，传统的以经验为主的方法对寻找最佳结构参数匹配、形状优化和拓扑优化等几乎是不可能的，而优化设计理论和方法为此提供了强有力的手段。 课程共包括八部分内容。第一部分为整个课程的基础，给出了优化以及相关数学二、课程内容中文简介（不少于300字） 方面的一些基础知识；第二部分和第三部分为无约束规划问题，它们即可以直接用来解决实际问题，又可以作为解约束规划问题的工具，分导数法和直接法两种不同思路阐述了这个问题；第四部分介绍线性规划问题的解法；第五部分讨论非线性规划问题的计算方法，包括一些简单的理论讨论和与前面几部分内容的联系；第六部分介绍几何规划的基本理论和一些常用计算方法；第七部分和第八部分简单介绍了动态规划、智能最优化以及其他一些方法的基本概念和常见算法。 This course is designed for the graduate students, which introduces the optimization theory and method that provides powerful tools for modern design. The content of the course is mainly concentrated on eight parts, including the basic theory of optimization, Unconstrained Programming, Linear programming, Nonlinear Programming, Geometric programming, Dynamic programming and Intelligent optimization, etc.. Through this course, students should obtain the fundamental concepts, theories and methods in optimization. 三、课程内容外文简介

四、预备知识或先修课程要求 1、高等数学 2、线性代数 3、计算方法 4、程序语言基础 课程主要要求掌握各种情况下的最优性条件、无约束规划、线性规划、有约束非五、教学目的与要求（不少于200字） 线性规划、几何规划、动态以及智能最优化等。通过本课程的学习，应使学生掌握最优化这些主要分支的模型建立、基本概念与理论、主要算法和应用及其优缺点，并能在计算机上自编程或者应用各种优化软件包熟练地操作解决一些实际应用案例，从而为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础，并能使学生在相关的学习实践中提高解决实际问题的能力。 六、教材或讲义 S.S.雷欧著，祁载康等译。工程优化原理及应用。北京理工大学出版社。 1、李董辉，童小娇，万中编。数值最优化算法与理论。科学出版社。 2、席少霖，赵凤治。最优化计算方法。上海科学技术出版社。 七、参考书目 3、《最优化理论和方法》，袁亚湘，孙文瑜，科学出版社。

八、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题） 周次 教学内容（包括课堂讲授、实验、讨论、考试等） 第一章 绪论：最优化的概念；优化的分类与方法；优化的数学基础；基础与目的要求；主要内容； 1 第二章 无约束规划：一般性讨论；极值的充分必要条件；一维搜索：Newton法，平分法，黄金分割法。 第二章 无约束规划：一维搜索：Fibonacci法；抛物线法；N维极值的解析方法：最速下降法（定步长，变步长，Partan2 方法）；Newton法（Marquardt-Levenberg方法，Goldstein-Price方法）；共轭方向法。 第二章 无约束规划：共轭梯度法； 变尺度法；DFP方法。 3 第三章 无约束优化直接解法：模式搜索法；Rosenbrock法；单纯形法；Powell法； 课后作业 课后作业 备注

第四章 线性规划：引言；一般线性规划问题及单纯形法；几何解释； 第四章 线性规划：单纯形法；改进单纯形法；对偶理论； 4 第五章 非线性约束规划：引言；最优性条件与鞍点问题；容许方向与容许解；KT条件。 第五章 非线性约束规划：用线性规划逐步逼近非线性规划；SLP方法；MAP方法；割平面法；容许方向法：起作用约束5 容许方向法，全约束容许方向法；序列无约束规划：内罚，外罚，混合罚函数法，外插技术。 第五章 非线性约束规划：投影梯度法；简约梯度法；直6 接解法：网格法，随机试验法，复合形法。 第六章 几何规划：引言；正多项式；正定几何规划。 第六章 几何规划：有约束正定几何规划；广义几何规划；迭代解法；Avriel-Williams方法；可变换为几何规划问题； 7 第七章 动态规划：引言；多级决策过程；解析法求解；动态规划数值法。 第七章 动态规划：连续动态规划。 第八章 智能最优化方法：引言；遗传算法；神经网络算法：8 神经网络模型，BP网络；RBF网络；Hopfield网络；附：MATLAB初解。 讨论 课后作业 课后作业 课后作业 九、备注