[计算机]优化软件讲稿cha4

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1、9.MATLAB优化工具箱1.引言在生活和工作中，人们对于同一个问题往往提出多个解决方案，并通过多方面讨论提取最佳方案。最优化方法就是专门研究如何从多个方案中科学合理的提取最佳方案的科学。目前最优化设计应用已深入到生产和科研的各个领域，如土木工程，机械工程，化学工程，运输调度，生出控制，经济规划，经济管理等,并取得了显著的经济效益和社会效益。机械优化设计是以数学规划为理论基础，以计算机为工具，寻求机械设计问题最佳方案的现代设计方法之一，现在已经有很多成熟的优化方法程序可供选择,但是这些优化方法程序编制非常复杂，每次数学模型改变都要重新编

2、制程序，编程工作量很大，并且每种优化方法都有自己的特点和适用范围，实际应用中很容易因为优化方法或初始参数选择不当而无法得到全局最优解，而MATLAB语言的优化工具箱则选用最佳方法来求解，初始参数输入简单，语法特征符合科技人员对数学表达式的书写，编程工作量大大减少，有着很大的优越性。2.MATLAB语言及其优化工具箱简介MATLAB语言是由美国Mathworks公司开发的集科学计算、数据可视化和程序设计为一体的工程应用软件，现已成为工程学科计算机辅助分析、设计、仿真以至教学等不可缺少的基础软件，它由MATLAB主包、Simulink组件以

3、及功能各异的工具箱组成。MATLAB优化工具箱的应用包括：线性规划和二次规划，求函数的最大值和最小值，多目标优化，约束优化，非线性方程的求解，最小二乘问题等，其简洁的表达式、多种优化算法的任意选择、对算法参数的自由设置，可使用户方便地使用优化方法。（举例齿轮优化）3.优化工具箱的应用3.1参数设置利用optimset函数可以创建和编辑参数结构；利用optimget函数可以获得options优化参数。3.1.1optimset函数使用OPTIMSETCreate/alterOPTIMOPTIONSstructure.OPTIONS二OPT

4、IMSET('PARAM1',VALUE1,'PARAM2',VALUE2,.createsanoptimizationoptionsstruetureOPTIONSinwhichthenamedparametershavethespecifiedvaIues.Anyunspecifiedparametersaresetto[](parameterswithvaIue[]indicatetousethedefaultvaIueforthatparameterwhenOPTIONSispassedtotheoptimizationfunc

5、tion).ItissufficienttotypeonIytheIeadingcharactersthatuniquelyidentifytheparameter.Caseisignoredforparameternames・NOTE:ForvaIuesthatarestrings,correctcaseandthecompIetestringarerequired;ifaninvaIidstringisprovided,thedefauItisused・OPTIONS二OPTIMSET(OLDOPTS,1PARAM11,VALUE1

6、,...)createsacopyofOLDOPTSwiththenamedparametersaIteredwiththespecifiedvaIues・OPTIONS二OPTIMSET(OLDOPTS,NEWOPTS)combinesanexistingoptionsstructureOLDOPTSwithanewoptionsstruetureNEWOPTS.AnyparametersinNEWOPTSwithnon-emptyvaIuesoverwritethecorrespondingoIdparametersinOLDOPT

7、S.OPTIMSETwithnoinputargumentsandnooutputargumentsdispIaysaIIparameternamesandtheirpossibIevaIues,withdefaultsshownin{}owhenthedefauItisthesameforaIIfunctionsthatusethatoption一(useOPTIMSET(OPTIMFUNCTION)toseeoptionsforaspecificfunction.)・OPTIONS=OPTIMSET(withnoinputargum

8、ents)createsanoptionsstructureOPTIONSwhereaIIthefieldsaresetto[]・OPTIONS二OPTIMSET(OPTIMFUNCTION)creates