1323S04017-系统优化方法-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《系统优化方法》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1323S04017

开课单位

电子信息工程学院

课程名称

（中文）系统优化方法

（英文）SystemOptimizationMethods

课程性质

选修

考核类型

考试

课程学分

2

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

先修课程

高等代数、线性代数、Matlab编程语言

适用专业（类）

自动化专业

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《系统优化方法》课程是本专业（类）的一门专业拓展课程，系统优化方法是一门研究资源有限的条件下选择最合理的方案以达到最优目标的学科，是随着计算机的普遍应用而发展起来的，它已广泛应用于工程设计、自动控制、经济管理等领域。本课程旨在讲授系统优化的基本理论和方法，通过本课程的学习,要求学生理解定量优化的思想和方法，掌握线形规划、非线形规划和多目标规划的基本而常用的优化算法，具有运用优化的观点和方法利用计算机解决一些实际问题的基本能力，为以后的学习和工作做必要的准备。

（二）教学目标

课程目标1：通过本课程，学生将掌握系统优化的基本概念和基本理论，掌握实现最优化的基本数值计算方法。使学生从理论、方法、能力三方面得到基本训练，初步掌握应用优化方法去分析和解决实际问题的能力。

课程目标2：通过本课程，学生将深刻理解系统优化的思想和方法，并通过具体优化算法的学习，使学生的思维和分析方法得到一定的训练，能运用所学方法与技能分析研究解决实际的生产生活中的问题。

课程目标3：通过本课程，学生将认识到优化理念的普遍性和无处不在，树立系统优化意识，具备一定的数据分析能力，并理解系统优化技术的局限性，正确认识其对客观世界的影响。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

1-3能将相关知识和数学模型方法用于推演、分析自动化专业相关工程问题，并能够用于工程问题解决方案的比较与综合

课程目标1

2-3能运用基本原理，借助文献研究，选择合适的解决方案，分析自动化专业领域复杂工程问题中多种影响因素，获得有效结论

课程目标2

5-2能够针对自动化专业领域具体的工程问题对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性

课程目标3

四、教学方式与方法

教学方式以课堂教学为主、辅以网络互动及计算机辅助教学，采用多媒体演示、演讲与板书相结合的方式，通过启发式教学、问题式教学、讨论式教学等教学方法和合作式学习方式，积极引导学生进行研究性学习。本课程教学主要包括课堂讲授，学生自学，课堂讨论、习题课，课外作业、辅导答疑等教学环节，通过各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、动手能力、创新能力、分析问题与解决问题的能力。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

该课程的教学重点在于培养学生对系统优化问题的综合分析和设计能力。重点内容包括优化问题模型的分类，无约束优化问题的最优性条件及其最速下降法和共轭方向法、牛顿法及一维有哪些信誉好的足球投注网站方法，约束非线性规划的最优性条件及其惩罚函数法，求解多目标规划的方法线性规划解的几何特征、线性规划的基本定理、单纯形、灵敏度分析。

（二）教学难点

该课程教学中的难点主要是线性规划中大M方法、对偶单纯形法，无约束非线性规划中共轭梯度法、修正牛顿法和DFP算法，约束优化问题的最优性条件，多目标规划解的概念。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

概论

最优化方法的研究对象、优化问题的模型及分类和基本术语

要求了解最优化的数学模型与分类,理解最优化模型的分类标准及最优化模型解法分类，了解最优化的最优解与极值点等相关概念。

2

讲授

课程目标1

课程目标3

2

无约束非线性规划

最优性条件、一维有哪些信誉好的足球投注网站法

最速下降法和牛顿法

修正牛顿法和DFP算法

共轭梯度法

要求理解无约束非线性规划的最优性条件；掌握常见的一维有哪些信誉好的足球投注网站法；熟练掌握最速下降法、共轭梯度法、牛顿法，会用这些方法求解简单的无约束非线性规划问题；了解修正牛顿法和DFP算法

10

讲授

课程目标1

课程目标2

3

约束非线性规划

约束非线性规划的最优性条件

可行方向法

惩罚函数法

序列二次规划法

要求掌握约束非线性规划的最优性条件，会求非线性规划的K-T点；理解可行方向的概念，掌握可行方向法的应用；熟练掌握惩罚函数法的思想和应用，包括外点法、内点法和乘子法；了解序列二次规划法的思想和求解过程

10

讲授

课程目标1

课程目标2

4

线性规划

线性规划解的几何特征

线性规划的标准形和基本定理

单纯形法

大M法、对偶单纯形法

让学生理解线性规划解的几何特征，会用图解法求含两个决策变量的线性规划问题；会将线性