附件6．机械科学与工程 学院 国际一流水平 研究生课程简介
(中英文各一份) 课程名称：工程优化设计方法 课程代码：100.630 课程类型：□一级学科基础课 □二级学科基础课 ■其它： 硕士专修课程 考核方式： 考试 教学方式：讲授 适用专业： 机械设计及理论 适用层次：■ 硕士 □ 博士 开课学期： 秋季 总学时：32 先修课程要求：微积分、线性代数、矩阵论 课程组教师姓名 黄正东 职 称 教授 专 业 机械设计及理论 陈永府 讲师 机械设计及理论 39 计算机辅助设计 年 龄 51 学术方向 计算机辅助设计 学分：2 课程负责教师教育经历及学术成就简介： 黄正东，博士、教授、博士生导师。1983年武汉大学计算数学专业本科毕业；1989年浙江大学硕士研究生毕业、专业方向计算机图形学与计算机辅助设计；1997年获华中理工大学机械工程博士学位、专业方向是CAD/CAM；1998年至2002年在美国密执根大学可重构制造系统工程研究中心从事博士后研究。目前在华中科技大学机械学院任教，主要从事计算机图形学、计算机辅助设计与制造、工程优化设计等领域的教学和科研工作,多年来主持国家自然科学基金项目4项、主持国家863项目2项；参加国家863重点项目1项、参加国家自然科学基金重点项目1项；在本学科国内外重要期刊上发表学术论文60余篇。 课程教学目标： 培养学生具备下列理论知识与实际技能： (1) 掌握优化设计的基本概念与理论； (2) 掌握常用优化算法的基本原理和迭代求解过程； (3) 编制典型优化算法的计算机程序； (4) 工程问题的优化建模及其求解。 课程大纲：（章节目录） 第一章 工程优化问题数学建模 §1.1 一般工程优化模型 §1.2 结构设计优化模型 §1.3 机构设计优化模型 §1.4 动力系统设计优化模型 §1.5 工艺规划优化模型 §1.6 MATLAB优化问题编程 第二章 工程优化数学理论 §2.1 约束与目标 §2.2 优化函数凸性 §2.3 Farkas引理 §2.4 一般最优性条件 §2.5 一阶最优性条件（Kuhn-Tucker条件） §2.6 二阶最优性条件 第三章 一维搜索计算方法 §3.1确定搜索区间的进退法 §3.2 黄金分割法与Fibonacci方法 §3.3 多项式插值逼近法 第四章 求解无约束问题方法 §4.1 直接法 (Hooke-Jeeves方法、共轭方向法、Powell方法) §4.2 间接法（Newton法、共轭梯度法、变尺度法）
第五章 线性规划与二次规划 §5.1 线性规划问题基本性质 §5.2 单纯形法 §5.3 二次规划问题基本性质 §5.4 有效集方法 第六章 求解约束问题方法 §6.1 直接法（Monte-Carlo法、复合形法、DOE方法） §6.2 间接法（罚函数法、增广乘子法、序列二次规划法、简约梯度法） 第七章 多目标优化与全局优化 §7.1 多目标优化问题 §7.2 基本遗传算法 §7.3 模拟退火算法 §7.4 人工神经网络方法 第八章 机械结构优化设计 §8.1 结构优化建模基本原则 §8.2 尺寸、形状与拓扑优化问题 §8.3 灵敏度分析 §8.4 MMA方法与OC方法 §8.5 结构优化软件 第九章 机械系统优化设计 §9.1 机械系统设计优化建模 §9.2 系统设计多学科优化方法 §9.3 系统分析优化集成软件 教材： Singiresu S. Rao, Engineering Optimization: Theory and Practice, Fourth Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2009.
华中科技大学
