车辆技术优化方法
M03C08014
课程基本信息
课程编号
M03C08014
课程中文名称
车辆技术优化方法
课程英文名称
Vehicle Optimization Technology
课程性质
专业选修课
课程类别
硕士生课
开课学院
车辆与交通工程学院
允许外学院选课
是
考核方式
课程考查
上课语言
中文
其他课程
课程中文简介
本课程系统介绍了车辆优化设计的基本理论和方法、优化设计的工具软件和工程应用。首先，对优化设计的基本概念和理论进行介绍。然后，对不同的一维搜索方法进行介绍。接下来，分别对无约束问题和约束问题的优化方法进行介绍。进一步，对多目标优化设计方法进行介绍。最后，本课程介绍了优化设计在车辆优化设计中的应用，并对采用MATLAB软件的优化设计方法进行实践学习。
课程英文简介
This course elaborates the optimization design theory and method, and introduces the mathematical model of optimization design, optimization method and MATLAB optimization toolbox, and guides the application of optimization technology in vehicle design with the optimization design of vehicle transmission system parameters and main assembly structure.
课程学时安排
教学学时
0
实验学时
0
实践学时
0
周学时
0
其他学时
0
自学学时
0
上课周数
0
总学时
32
课程学分
2.0
教学目标
本课程通过阐述优化设计理论和方法，介绍优化设计数学模型，寻优方法以及MATLAB优化工具箱，并联系汽车传动系参数和主要总成结构的最优化设计对优化技术在车辆设计中的应用加以引导。通过本课程的学习，使学生掌握车辆优化技术的基本思想、基本理论和基本方法、分析过程和计算步骤，能正确的建立优化设计模型，并具有利用现代优化工具进行车辆结构优化设计的初步能力。
预备知识要求
1.掌握优化设计的基本概念与建立优化设计数学模型的方法； 2.熟悉优化设计的算法与实现，熟悉MATLAB的程序设计和优化工具箱的使用； 3.具备利用优化工具对典型车辆零件和结构优化设计的基本技能。
主讲教师信息
教师姓名
杨晴霞
学历
博士研究生
教师工号
9905679
联系电话
13783150591
教师职务
中级
邮箱地址
参考书目
[1]张岩.MATLAB优化算法.第1版．北京: 清华大学出版社,2017． [2]刘勇.智能优化算法.第1版．上海:上海人民出版社,2019． [3]陈克伟.智能优化算法及其MATLAB实现.第1版．电子工业出版社,2022.
教学日历
第一章 优化设计的基本概念及相关理论 （ 6 学时） 优化设计的数学模型、设计变量、约束条件、目标函数基本概念；多元函数的方向导数与梯度；多元函数的泰勒展开；无约束优化问题的极值条件；凸集、凸函数与凸规划；等式约束优化问题的极值条件；不等式约束优化问题的极值条件。重点和难点：等式约束优化问题的极值条件；不等式约束优化问题的极值条件。 第二章 一维搜索方法 （ 2 学时） 进退法的算法原理和算法步骤；区间消去法的基本原理及特点；黄金分割法的基本原理和算法步骤；牛顿法及二次插值法的算法原理和算法步骤。重点和难点：牛顿法及二次插值法的算法原理和算法步骤。 第三章 无约束问题的优化方法 （ 6 学时） 坐标轮换法及鲍威尔法的无约束直接求解法的基本原理特点及编程应用；最速下降法、共轭梯度法、牛顿法、变尺度法的无约束间接求解法的基本原理特点和及编程应用。重点和难点：不同无约束问题优化方法的原理及编程应用。 第四章 约束问题的优化方法 （ 6 学时） 随机方向法、复合形法、可行方向法、惩罚函数法、增广乘子法等约束问题的优化方法。重点和难点：掌握不同方法的基本原理及编程应用。 第五章 多目标优化设计方法 （ 6 学时） 进退法的算法原理和算法步骤；区间消去法的基本原理及特点；黄金分割法的基本原理和算法步骤；牛顿法及二次插值法的算法原理和算法步骤。重点和难点：牛顿法及二次插值法的算法原理和算法步骤。 第六章 应用实例 （ 6 学时） 转向梯形机构优化；传动系统参数优化；智能算法（神经网络优化算法、粒子群优化算法、模糊优化算法等）。
教材