Tác giả | Nguyễn Viết Trung |
ISBN điện tử | 978-604-82- 6709-4 |
Khổ sách | 19 x 26,5 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2012 |
Danh mục | Nguyễn Viết Trung |
Số trang | 164 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
Cùng với sự phát triển vượt bậc và các thành tựu đạt được trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo các đối tượng kỹ thuật, thì vấn đề tối ưu hoá các đối 'tượng này trở nên rất quan trọng. Đó là sự phù hợp theo một tiêu chuẩn nào đó đã đặt ra như: Tiêu chuẩn về công nghệ chế tạo, Tiêu chuẩn về chất lượng, Tiêu chuẩn về kinh tế... Nó cho phép tạo ra các đối tượng với các tính chất ưu việt hơn, gần đạt tới thông số lý tưởng trong công nghệ chế tạo cũng như trong quá trình làm việc, hoặc là có giá thành rẻ nhất.
Cuốn sách "Thiết kế tối ưu" được biên soạn nhằm giới thiệu với các kỹ sư và bạn đọc những kiến thức cơ bản và thực dụng về các phương pháp thiết kế tối ưu các đối tượng kỹ thuật nối chung. Nội dung tài liệu này đã được giảng dạy nhiều năm cho các lớp Cao học ngành Xây dựng công trình giao thông tại Trường Đại học Giao thông vận tải.
Ngoài phần lý thuyết giúp người đọc tiếp thu các phương pháp tối ưu, tác giả còn đưa ra nhiều ví dụ khác nhau từ dễ đến khó để bạn đọc có thể tham khảo. Hy vọng đó sẽ là những kiến thức bổ ích tới người đọc.
MỤC LỤC | Trang |
Lời nói đầu | 3 |
Chương I. Bài toán thiết kế tối ưu | |
1.1. Các vấn đề chung của bài toán thiết kế tối ưu | 5 |
1.1.1. Khái niêm về mô hình bài toán tối ưu hoá | 5 |
1.1.2. Minh họa bằng hình học | 8 |
1.1.3. Miền các giá trị cho phép, giá trị tối ưu của các tham số thiết kế | 10 |
1.1.4. Lập ra hàm mục tiêu, bài toán đa mục tiêu 11 | |
1.2. Phân loại các phương pháp giải bài toán thiết kế tối ưu | 12 |
1.3. Khái niệm về hệ thống thiết kế tối ưu, các đặc điểm của ràng buộc. Hệ thống chương trình | 19 |
1.3.1. Khái niệm chung | 19 |
1.3.2. Chế đô đối thoại kỹ sư - máy tính để tìm nghiêm tối ưu | 22 |
1.4. Phân tích hiệu quả của thuật toán tối ưu | 23 |
1.4.1. Khái niêm chung | 23 |
1.4.2. Đánh giá thuật toán theo độ chính xác tìm kiếm | 25 |
1.4.3. Đánh giá thuật toán theo tốc độ hội tụ | 25 |
1.4.4. Đánh giá thuật toán theo thời gian tính toán | 26 |
Chương II. Tìm nghiệm tối ưu tuyệt đối | |
2.1. Bài toán tìm nghiệm tối ưu tuyệt đối (tối ưu trên toàn miền) | 28 |
2.2. Phương pháp thử nghiệm độc lập | 29 |
2.2.1. Thử nghiêm độc lập lần lượt giá trị của các tham số | 29 |
2.2.2. Thử nghiêm độc lập ngẫu nhiên giá trị của các tham số | 30 |
2.3. Sử dụng thông tin tiên nghiêm về hàm mục tiêu | 33 |
2.3.1. Phép thử lần lượt trên lưới không đều (khi thực hiện điều kiện Lipsic) | 33 |
2.3.2. Quy hoạch động (thực hiên điều kiên cộng tính được) | 36 |
2.4. Áp dụng tự thích nghi trong tìm kiếm tối ưu toàn miền | 38 |
2.4.1. Lập độ đo xác suất trong miền cho phép | 38 |
2.4.2. Sự thay đổi độ đo xác suất và tiêu chuẩn dừng tìm kiếm | 41 |
2.4.3. Tự thích nghi khi chọn hướng chuyển động tới điểm tối ưu | 43 |
Chương III. Phương pháp tối ưu một tham số | |
3.1. Tìm theo dấu hiệu tăng (hoặc giảm) của hàm mục tiêu | 46 |
3.1.1. Thuật toán (ton giản nhất | 46 |
3.1.2. Phương pháp Fibonaxi | 46 |
3.2. Phương pháp xấp xỉ bình phương | .48 |
3.3. Phương pháp chia đôi khoảng tìm kiếm | 49 |
3.3.1. Sơ đồ tính toán | 49 |
3.3.2. Thuật toán | 50 |
3.3.3. Chương trình bằng ngôn ngữ Turbo Pascal | 51 |
3.4. Phương pháp mặt cắt vàng | 52 |
3.4.1. Nguyên tắc cơ bản | 52 |
3.4.2. Sơ đồ tính toán | 52 |
3.4.3. Thuật toán | 53 |
3.4.4. Chương trình | 54 |
3.5. Các phương pháp di chuyển từng bước | 55 |
3.5.1. Đặc điểm chung | 55 |
3.5.2. Thuật toán | 56 |
3.5.3. Chương trình | 57 |
Chương IV. Các phương pháp tất định để tìm hướng đi đến điểm tối ưu | |
4.1. Các phương pháp trực tiếp để tìm hướng tối ưu | 60 |
4.1.1. Phương pháp tụt dốc theo các trục toạ độ | 60 |
4.1.2. Phương pháp các hướng trực giao | 61 |
4.1.3. Phương pháp các tiếp tuyến song song (phương pháp Powel) | 63 |
4.2. Chọn hướng tìm kiếm nhờ gradient | 64 |
4.2.1. Tính toán gradient | 64 |
4.2.2. Các phương pháp gradient | 66 |
4.2.3. Các phương pháp các hướng liên hợp | 74 |
4.3. Các phương pháp độ đo biến đổi | 76 |
4.3.1. Phương pháp giả Newton và điều kiện độ đo biến đổi | 76 |
4.3.2. Lựa chọn ma trận Hk | 77 |
Chương V. Các phương pháp ngẫu nhiên để tìm hướng đi đến điểm tối ưu | |
5.1. Đường lối ngẫu nhiên trong thiết kế tối ưu | 81 |
5.2. Các phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên trực tiếp | 81 |
5.2.1. Tìm kiếm ngẫu nhiên không có tự thích nghi | 81 |
5.2.2. Tự thích nghi khi chọn hướng tìm kiếm trong siêu nón | 84 |
5.3. Các phương pháp tìm kiếm trong khe hẹp | 85 |
5.4. Các phương pháp ước lượng ngẫu nhiên đối với gradient | 89 |
5.5. Áp dụng các phương pháp quy hoạch.thực nghiệm | 91 |
Chương VI. Phương pháp các hướng có triển vọng đi đến điểm tối ưu | |
6.1. Xác định hướng tìm kiếm trong miền cho phép | 95 |
6.1.1. Xác định các hướng có triển vọng | 95 |
6.2. Phương pháp chiếu gradient | 98 |
6.2.1. Khái niệm | 98 |
6.2.2. Các cải tiến về một số thủ tục riêng lẻ của các phương pháp khi tính toán trên máy tính điện tử | 101 |
6.2.3. Vấn đề cải tiến phương pháp này | 102 |
6.3. Phương pháp độ đo biến đổi áp dụng trong miền ràng buộc | 103 |
6.4. Phương pháp mô hình hoá tuyến tính cục bộ | 104 |
Chương VII. Các phương pháp hàm phạt | |
7.1. Thành lập các hàm phạt | 110 |
7.1.1. Phương pháp hàm phạt | 110 |
7.1.2. Phương pháp các hàm rào chắn | 113 |
Chương VIII. Cơ sở thuật toán di truyền | |
8.1. Khái niệm và đặc điểm thuật toán di truyền (TTDT) | 116 |
8.1.1. Khái niệm | 116 |
8.1.2. Đặc điểm chủ yếu của thuật toán di truyền | 116 |
8.2. Trình tự áp dụng của thuật toán di truyền (TTDT) | 117 |
8.3. So sánh Thuật toán Di truyền với các thuật toán tìm kiếm khác | 117 |
8.4. Nội dung cơ bản Thuật toán Di truyền | 118 |
8.4.1. Toán tử tái sinh (Reproduction) | 120 |
8.5.2. Toán tử lai ghép (Crossover) | 120 |
8.5.3. Toán tử đột biến (Mutation) | 121 |
8.5. Ví dụ đơn giản về sự hoạt động của Thuật toán Di truyền | 121 |
8.6. Tóm tắt | 123 |
Phụ lục 1 | 124 |
Phụ lục 2 | 136 |
Phụ lục 3 | 151 |
Tài liệu tham khảo | 159 |