《高等學校教材：機械優(yōu)化設計（第4版）》在前三版的基礎上，根據近年來機械優(yōu)化設計學科的發(fā)展和該門課程的教學需要，對部分章節(jié)的次序作了一些調整，同時增加了某些很有實用價值的內容�！陡叩葘W校教材：機械優(yōu)化設計（第4版）》一方面闡明機械優(yōu)化設計的基本概念、基本理論和數學基礎，另一方面介紹了各種常用的優(yōu)化方法。這些方法有：一維優(yōu)化的格點法、黃金分割法、二次插值法和三次插值法；無約束優(yōu)化的坐標輪換法、鮑威爾法、梯度法、牛頓法、DFP變尺度法和BFGS變尺度法；約束優(yōu)化的約束坐標輪換法、約束隨機方向法、復合形法、可行方向法、懲罰函數法、拉格朗日乘子法和簡約梯度法。

　　此外還介紹了線性規(guī)劃與單純形法、多目標函數及離散變量問題的優(yōu)化方法等�！陡叩葘W校教材：機械優(yōu)化設計（第4版）》列舉了一些機械優(yōu)化設計實例，主要章節(jié)均有例題和習題，書后附有常用優(yōu)化方法的BASIC語言程序和C語言程序包。

　　《高等學校教材：機械優(yōu)化設計（第4版）》主要用作高等工科院校有關專業(yè)的教材，也可供有關工程技術人員作自學教材或參考書。《高等學校教材：機械優(yōu)化設計（第4版）》由內蒙古工業(yè)大學機械學院汪萍、侯慕英教授分工編寫。

　　《高等學校教材：機械優(yōu)化設計（第4版）》保持了原教材的特色。編寫仍以循序漸進、理論與應用兼顧及工程實用的三原則為出發(fā)點。全書內容在組織安排上，力求由淺人深，層層搭梯。在優(yōu)化方法的論述方面對其優(yōu)化理論做了適當深度的討論，并著重于概念的闡述和方法的運用，便于初學者學習。在應用方面反映了作者近年來的部分研究成果。書末所附的BASIC語言程序和C語言程序，主要用于讀者在了解基本原理的基礎上完成作業(yè)或上機練習。

緒論

第一章 機械優(yōu)化設計的基本問題

1.1 機械優(yōu)化問題示例

1.1.1 工程結構件優(yōu)化設計

1.1.2 機械零件優(yōu)化設計

1.1.3 連桿機構優(yōu)化設計

1.1.4 生產管理優(yōu)化

1.2 優(yōu)化設計的數學模型

1.2.1 設計變量

1.2.2 目標函數

1.2.3 約束條件

1.2.4 數學模型表示式

1.2.5 優(yōu)化問題的幾何描述

1.3 優(yōu)化計算的數值解法及收斂條件

1.3.1 數值計算法的迭代過程

1.3.2 迭代計算的終止準則

習題

第二章 優(yōu)化設計的理論與數學基礎

2.1 目標函數的泰勒（Taylor）展開式

2.2 目標函數的等值線（面）

2.3 無約束優(yōu)化最優(yōu)解的條件

2.4 凸集與凸函數

2.4.1 凸集

2.4.2 凸函數

2.5 關于優(yōu)化方法中搜尋方向的理論基礎

2.5.1 函數的最速下降方向

2.5.2 共軛方向

習題

第三章 一維優(yōu)化方法

3.1 搜索區(qū)間的確定

3.2 一維搜索的最優(yōu)化方法

3.2.1 格點法

3.2.2 黃金分割法

3.2.3 二次插值法

3.2.4 三次插值法

習題

第四章 常用的無約束優(yōu)化方法

4.1 坐標輪換法

4.2 鮑威爾（Powell）法

4.2.1 鮑威爾基本算法

4.2.2 鮑威爾修正算法

4.3 梯度法

4.4 共軛梯度法

4.4.1 共軛梯度法的搜索方向

4.4.2 關于的確定

4.4.3 共軛梯度法的算法與計算框圖

4.4.4 共軛梯度法的特點

4.5 牛頓法

4.5.1 原始牛頓法

4.5.2 阻尼牛頓法

4.6 DFP變尺度法

4.6.l 變尺度法的基本思想

4.6.2 DFP法構造矩陣序列的產生

4.6.3 對DFP法幾個問題的說明與討論

4.6.4 DFP算法的迭代步驟

4.7 BFGS變尺度法

4.8 無約束優(yōu)化方法的評價準則及選用

習題

第五章 約束優(yōu)化方法

5.1 約束優(yōu)化問題的最優(yōu)解

5.1.1 局部最優(yōu)解與全局最優(yōu)解

5.1.2 起作用約束與不起作用約束

5.2 約束優(yōu)化問題極小點的條件

5.2.1 IP型約束問題解的必要條件

5.2.2 EP型約束問題解的必要條件

5.2.3 GP型約束問題解的必要條件

5.2.4 構造Lagrangian（拉格朗日）函數

5.2.5 庫恩-塔克（Kuhn-Tucker）條件

5.3 常用的約束優(yōu)化方法

5.3.1 約束坐標輪換法

5.3.2 約束隨機方向法

5.3.3 復合形法

5.3.4 可行方向法

5.3.5 懲罰函數法

5.3.6 拉格朗日乘子法和簡約梯度法簡介

習題

第六章 線性規(guī)劃與單純形法

6.1 線性規(guī)劃的應用

6.2 線性規(guī)劃數學模型的標準形式

6.3 線性規(guī)劃的基本性質

6.4 單純形法

習題

第七章 關于機械優(yōu)化設計中的幾個問題

7.1 建立優(yōu)化數學模型的有關問題

7.1.1 關于設計變量的確定

7.1.2 關于目標函數的建立

7.1.3 關于約束條件問題

7.2 數學模型中的尺度變換

7.2.1 設計變量的尺度變換

7.2.2 約束條件的尺度變換

7.2.3 目標函數的尺度變換

7.3 多目標函數優(yōu)化設計

7.3.1 多目標優(yōu)化設計數學模型

7.3.2 多目標優(yōu)化設計解的概念

7.3.3 多目標優(yōu)化問題的求解方法

7.4 關于離散變量的優(yōu)化設計問題

7.4.1 離散變量優(yōu)化設計的某些基本概念

7.4.2 離散變量優(yōu)化方法簡介

7.5 優(yōu)化方法的選擇及評價準則

7.5.1 選擇優(yōu)化方法需考慮的問題

7.5.2 優(yōu)化方法的評價準則

習題

第八章 機械優(yōu)化設計應用實例

8.1 連桿機構的優(yōu)化設計

8.2 齒輪變位系數的優(yōu)化選擇

8.3 行星減速器的優(yōu)化設計

8.4 彈簧的優(yōu)化設計

8.5 雙級圓柱齒輪減速機優(yōu)化設計

附錄一 常用優(yōu)化方法的BASIC語言參考程序

第一部分 總說明

第二部分 子程序

附錄二 常用優(yōu)化方法C語言參考程序包

第一部分 使用說明

第二部分 C語言程序

參考文獻