教學大綱與進度

課程基本資料：

學年期	課號	課程名稱	階段	學分	時數	修	教師	班級	人	撤	備註
110-1	294866	最佳化設計	1	3.0	3	★	林懷恩	機械三甲 機械三乙 機械三丙	40	0	◎機械三合開/限40人/328-1

教學大綱與進度：

教師姓名	林懷恩
Email	linhe@ntut.edu.tw
最後更新時間	2021-09-02 11:50:17
課程大綱	先修課程：負責教授同意。 本課程旨在建立學生對於機械最佳化設計之基本概念，包含如何將設計問題的物理模型以數學模型形式建立目標函數，並依照給定限制條件求解目標函數之極值或最佳化值問題。課程內容共分為五個部分：(1) 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎、(2) 常用之一維搜尋最佳化方法、(3) 無限制多維問題的最佳化方法、(4) 限制問題的最佳化方法、(5) 機械最佳化設計實例分析。 This course aims to establish the basic concept of mechanical optimization design for students, including how to establish the mathematical model of objective function from the physical model, and solve the problem by finding the extremum or the optimal value of the objective function according to the given constraints. The course content is divided into five parts: (1) Mathematical analysis basis of objective function in optimization design, (2) Commonly used one-dimensional optimization method, (3) Optimization method for unlimited multi-dimensional problem, (4) The optimization method of the restriction problem, (5) Example of the mechanical optimization design.
課程進度	第1週 課程內容簡介 第2週 概述：設計變數、目標函數、限制條件、最佳化設計的數學模型 第3週 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：泰勒表示式、函數方向導數的極值點存在條件、無限制目標函數的極值點存在條件 第4週 最佳化設計中目標函數的數學分析基礎：函數的凸性與凸函數及凹函數、目標函數的限制極值問題、最佳化設計的數值計算方法-迭代法及其收斂性 第5週 常用之一維搜尋最佳化方法：搜尋區間確定、切線法、Fibonacci法與黃金分割法(0.618法) 第6週 常用之一維搜尋最佳化方法：二次插值法與三次插值法、平分法、格點法 第7週 無限制多維問題的最佳化方法：座標輪換法、最速下降法、牛頓法 第8週 無限制多維問題的最佳化方法：共軛梯度法、共軛方向法及Powell法 第9週 期中考Middle examination 第10週 無限制多維問題的最佳化方法：變尺度法、單純形法、Hooke-Jeeves直接搜尋法 第11週 無限制多維問題的最佳化方法：Rosenbrock法、Marquardt法、最小二乘法 第12週 限制問題的最佳化方法：隨機試驗法、隨機方向搜尋法、復合形法 第13週 限制問題的最佳化方法：可行方向法、可變容差法 第14週 限制問題的最佳化方法：簡約梯度法、線性逼近法、消元法 第15週 限制問題的最佳化方法： Lagrangian乘數法、懲罰函數法 第16週 機械最佳化設計實例分析：軸類、桿件及連桿機構最佳化設計 第17週 機械最佳化設計實例分析：凸輪機構、齒輪傳動之最佳化設計 第18週 期末考Final exam
評量方式與標準	課程評分標準： 1. Participation 出席成績 (10%) 2. Homework作業 (20%) 3. Middle examination期中考 (30%) 4. Final examination 期末考 (40%)
使用教材、參考書目或其他	【遵守智慧財產權觀念，請使用正版教科書，不得使用非法影印教科書】 使用外文原文書：否 參考書目 1. 劉惟信, 機械最佳化設計, 第二版, 全華圖書, 1990/02 2. Garret N. Vanderplaas, Numerical Optimization Techniques for Engineering Design", Mc-Hill International Editions
課程諮詢管道	研究室617-1, 分機4840 加退選相關疑問請先以電子郵件連絡老師 Email: linhe@ntut.edu.tw
課程對應SDGs指標
備註	●上課方式：遠距上課 ●評量方式： 若表定期中考及期末考日程疫情警戒等級仍已降至一級，本課程採取實體筆試。 若表定期中考及期末考日程疫情警戒等級仍未降至一級，本課程之考試將改為線上測驗。 ●補充說明資訊：