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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程序设计基础43

4.1 MATLAB编程概述43

4.2 MATLAB程序设计原则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程序设计技巧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93

第6章 无约束一维极值问题94

6.1进退法94

6.2黄金分割法97

6.3斐波那契法99

6.4牛顿法103

6.4.1基本牛顿法103

6.4.2全局牛顿法105

6.5割线法108

6.6抛物线法110

6.7三次插值法113

6.8可接受搜索法115

6.8.1 Goldstein法115

6.8.2 Wolfe-Powell法118

6.9 MATLAB工具箱应用实例120

6.9.1应用fminbnd函数120

6.9.2应用fminsearch函数126

6.9.3应用改进的fminbnd函数126

6.9.4应用maple函数128

6.10小结130

第7章 无约束多维极值问题131

7.1直接法131

7.1.1模式搜索法131

7.1.2 Rosenbrock法135

7.1.3单纯形搜索法138

7.1.4 Powell法142

7.2使用导数计算的间接法145

7.2.1最速下降法146

7.2.2共轭梯度法147

7.2.3牛顿法150

7.2.4修正牛顿法151

7.2.5拟牛顿法153

7.2.6信赖域法158

7.2.7显式最速下降法161

7.3 MATLAB工具箱应用实例163

7.3.1应用fminsearch函数163

7.3.2应用fminunc函数169

7.3.3应用fminimax函数171

7.4小结175

第8章 约束优化问题176

8.1 Rosen梯度投影法176

8.2罚函数法180

8.2.1外点罚函数法180

8.2.2内点罚函数法187

8.2.3 混合罚函数法189

8.2.4乘子法194

8.3坐标轮换法197

8.4复合形法201

8.5 MATLAB工具箱应用实例205

8.6小结206

第9章 非线性最小二乘优化问题208

9.1 G-N法208

9.2修正G-N法211

9.3 L-M法213

9.4 MATLAB工具箱应用实例217

9.5小结218

第10章 线性规划219

10.1单纯形法219

10.2修正单纯形法226

10.3大M法230

10.4变量有界单纯形法232

10.5 MATLAB工具箱应用实例234

10.6小结237

第11章 整数规划238

11.1割平面法238

11.2分支定界法244

11.3 0-1规划250

11.4 MATLAB工具箱应用实例253

11.5小结254

第12章 二次规划255

12.1拉格朗日法255

12.2起作用集算法257

12.3路径跟踪法261

12.4 MATLAB工具箱应用实例264

12.5小结268

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 综合应用篇346

第15章 工程最优化问题实例346

15.1线性规划实例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整数规划实例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无约束优化实例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约束优化实例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 经济金融最优化问题实例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383

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A396

附录B398

参考文献401