目标函数（Objective Function）是优化问题中的一个核心概念，它表示需要被最大化或最小化的函数，以便针对给定问题实现最佳结果。在数学术语中，目标函数通常表示为 $f(x)$，其中 $x$ 表示影响结果的决策变量。目标函数在优化中的作用是作为评估不同解决方案性能的标准，通过明确定义目标函数，可以系统地探索各种选项，并确定哪种解决方案能产生最有利的结果。目标函数可以是线性的或非线性的，线性目标函数的特点是决策变量之间存在线性关系，而非线性目标函数涉及更复杂的关系。在实际应用中，建立目标函数的过程就是寻找设计变量与目标的关系的过程，目标函数和设计变量的关系可以用曲线、曲面或超曲面来表示。在最优化设计中，有时会建立多个目标函数，这种问题称为多目标函数问题，目标函数越多，对设计的评价就越周全，但计算也越复杂。