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作业:最优化方法课程设计

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《最优化方法课程设计》——关于存贮论的

操作实践

存贮论(inventory theory)又称库存理论,是运筹学中发展较早的分支。现代化的生产和经营活动都离不开存贮,为了使生产和经营活动有条不紊地进行,一般的工商企业总需要一定数量的贮备物资来支持。在企业的生产经营或人们的日常生活中,通常需要把一定数量的物质,用品或食品暂时储存起来,以备将来使用和消费,这就是所谓的存贮现象。存贮的存在主要基于社会经济现象的不确定性。

一、存贮论的基本理论

存贮系统是由存贮、补充和需求三个基本要素所构成的资源动态系统,其基本形态如图所示。

以下就上述结构图的三个环节分别加以说明:

1.存贮(inventory)

企业的生产经营活动总是要消耗一定的资源,由于资源供给与需求在时间和空间上的矛盾,使企业贮存—定数量的资源成为必然,这些为满足后续生产经营需要而贮存下来的资源就称为存贮。

2.补充(replenishment)

补充即存贮的输入。由于后续生产经营活动的不断进行,原来建立起来的存贮逐步减少,为确保生产经营活动不间断,存贮必须得到及时的补充。补充的办法可以是企业外采购,也可以是企业内生产。若是企业外采购,从订货到货物进入“存贮”往往需要一定的时间,这一滞后时间称为采购时间。从另一个角度看,为了使存贮在某一时刻能得到补充,由于滞后时间的存在必须提前订货,那么这段提前的时间称为提前期。存贮论主要解决的问题就是“存贮系统多长时间补充一次和每次补充的数量是多少?”,对于这一问题的回答便构成了所谓的存贮策略。

3.需求(demand)

需求即存贮的输出,它反映生产经营活动对资源的需要,即从存贮中提取的资源量。需求可以是间断式的,也可以是连续式的。

存贮系统所发生的费用包括存贮费用、采购费用和缺货费用。存贮费用(holding cost )是指贮存资源占用资本应付的利息,以及使用仓库、保管物、保管人力、货物损坏变质等支出的费用。采购费用(order cost )是指每次采购所需要的手续费、电信费、差旅费等,它的大小与采购次数有关而与每次采购的数量无关。存贮系统所发生的费用除存贮费用和采购费用之外,有时还会涉及缺货费用,缺货费用(stock-out cost )是指当存贮供不应求时所引起的损失,如机会损失、停工待料损失,以及不能履行合同而缴纳的罚款等。

确定性存贮模型

在讨论确定性模型前,首先对一些常用符号的含义作必要的说明。 C :单位时间平均运营费用(或称单位时间平均总费用),

R :单位时间物品需求量(或称需求速度),

P :单位时间物品生产量(或称生产速度),

K :物品单价(外部订购)或单位物品成本费用(内部生产),

Q :订货量(外部订购)或生产量(内部生产),

C1:单位物品单位时间保管费用(简称单位保管费用),

C2:单位物品单位时间缺货损失(简称单位缺货损失),

C3:订购费用(外部订购)或生产准备费用(内部生产),

以上定货量(生产量)Q 和订购费用(生产准备费用)C3,都是对应于一次

订购(一次生产)而言的。

模型1,不允许缺货,且一次到货。

建立模型前,需要作一些假设:

① 缺货损失无穷大(即不允许缺货),

② 当存贮量降至零时,可以瞬间得到补充(即一次到货),

③ 需求是连续和均匀的,需求速度R 是固定的常数,

④ 每次订货量(生产量)Q 不变,订购费用(生产准备费用)C3不变。 存贮状态的变化情况可用图7—4表示:

易知:平均保管费用=平均存贮量×单位保管费用111122QC RtC =

=, 平均订购费用3C t

=, 平均物品成本费用QK RK t t ?=

==订购量单价。 由此可以推得模型1的单位时间平均运营费用函数:

311()2C C t RtC RK t

=++ (7.1) 上述函数为决策变量t 的函数,其中 R,K,C 1,C 3都是已知常数。

模型2,不允许缺货,且分批到货。

模型1有一个假定条件是一次到货,即每次进货时能瞬时全部入库。但实际的存贮系统常常存在这样一种情形,即所需货物分批到货,并按一定的速度入库。因此模型2的假设条件与模型1相比,只需改写第二条,即:

② 当库存降至零时,以一定的供给率P 得到补充(或称分批到货)。 模型2的存贮状态的变化规律如图7—6所示。

单位时间平均运营费用函数311())

2C Rt C t P R C P t =-+( 可以推得最佳运营周期 0t =最佳生产批量 00Q Rt == 最低运营费用0C =

P →+∞时,1P P R

→-,此时模型2拓变成模型1,两组公式完全相同。因此模型1是模型2当 P →+∞时的特例。

模型3,允许缺货,且一次到货

把第1条假设改为:

① 允许缺货,单位缺货费用为C 2,即可,其它假设条件不变。

3112221111(,)22C C S t SC t Rt C t t t t

=++ 0t =00Q Rt ==

C=

20

12

C Rt

S

C C

==

+

因此模型1是模型3当C2→+∞时的特例。

t0时间内的最大缺货量B0:

000

B Q S

=-=

==

模型4,允许缺货,且分批到货

本模型是模型2和3的综合,即同时对模型1的假设条件1和2进行修改:

①允许缺货,单位缺货费用为C2,

②分批到货,以一定的供应率P补充库存。

其它条件不变。

最佳运营周期

t=

最优经济批量

00

Q Rt

==

最大缺货量

012

()

R P R

B Rt t

P

-

===

最大存贮量

003002

()()

R P R

S R t t R t t t

P P

-

=-=--

1

00

12

2

12

()

C

P R P R

R t t

P P C C

C

P R

R t

P C C

--

=-??

+

-

=???=

+

最低费用

002

(,)

C C t t

==

二、案例及操作实践

例1.(抽取题目:P368第11.5第2问)

对某电子原件每月需求量为40000件,每件成本为150元,每年的存贮费为成本的10%,每次订购费为500元。求:允许缺货(缺货费为100元/(件.年)条件下的最优存贮策略。

第一种Matlab程序求解过程:

解:

根据题意,取一年为单位时间,由已知条件

订货费C3=500次/元,单位存贮费C1=10%*150=15元/(件·年),单位缺货费C2=100元/(件·年),需求速度r=48 000件/年,货物单价k=150元/件。

根据判断,可知,该模型属于允许缺货,但补充时间极短的类型。利用书上的公式,可以编程如下:

c1=input('请输入单位存贮费c1:');

c2=input('请输入单位缺货费c2:');

c3=input('请输入订货费c3:');

r=input('请输入需求速度r:');

k=input('请输入货物单价k:');

t=365*sqrt(2*c3*(c1+c2))/sqrt(c1*c2*r);

Q=sqrt(2*c3*r*(c1+c2)) /sqrt(c1*c2);

tp=c1*t/(c1+c2);

A=sqrt(2*c2*r*c3) /sqrt((c1+c2)*c1);

B=sqrt(2*c1*r*c3) /sqrt((c1+c2)*c2);

C=2*c3/t;

输出报告:

请输入单位存贮费c1:15

请输入单位缺货费c2:100

请输入订货费c3:500

请输入需求速度r:48000

请输入货物单价k:150

>> t

t =

14.5873

>> Q

Q =

1.9183e+003

>> tp

tp =

1.9027

>> A

A =

1.6681e+003

>> B

B =

250.2173

>> C

C =

68.5527

结果分析:

由程序运行结果,可知最优存贮周期为14.6天,经济生产批量为1918.3件,生产时间为1.9天,最大存贮量为1668.1件,最大缺货量为250.2件,平均总费用为68.5元。

第二种lingo程序求解过程

根据题意,取一年为单位时间,由已知条件

订货费Cd=500次/元存贮费Cp=10%*150=15元/(件·年)缺货损失费C s=100

元/(件·年)

需求率D=48 000件/年

编写LINGO 程序如下

model:

min=0.5*C_P*(Q-S)^2/Q+C_D*D/Q+0.5*C_S*S^2/Q;

n=D/Q;@gin(n);

data:

C_D=500;

D=48000;

C_P=15;

C_S=100;

enddata

end

运行结果

Local optimal solution found.

Objective value: 25021.74

Extended solver steps: 3

Total solver iterations: 1017

Variable Value Reduced Cost

C_P 15.00000 0.000000

Q 1920.000 0.000000

S 250.4348 0.000000

C_D 500.0000 0.000000

D 48000.00 0.000000

C_S 100.0000 0.000000 N 25.00000 -0.8695667

结果分析:

由程序运行结果,可知最优存贮周期为15天,经济生产批量为1918.3件,生产时间为1.9天,最大存贮量为1668.1件,最大缺货量为250.2件,平均总费用为68.5元。

例2.(书中例题:P349 例1)

某商品单位成本为5 元,每天保管费为成本的0.1%,每次定购费为10 元。

已知对该商品的需求是100 件/天,不允许缺货。假设该商品的进货可以随时实现。问应怎样组织进货,才能最经济。

解:根据题意,Cp = 5×0.1% = 0.005 (元/件·天),Cd=10元,

D =100件/天。

由公式式有Q*=p D C

D

C

2

=005

.0

10

*

100

*

2

=632件

*T =D Q *

=632/100=6.32天

天元/6.132*==D C C C P D

所以,应该每隔6.32 天进货一次,每次进货该商品632 件,能使总费用(存贮费和定购费之和)为最少,平均约3.16 元/天。进一步研究,全年的订货次数为n=32.6365=57.75次。但n 必须为正整数,故还需要比较n = 57 与n = 58时全年的费用。

lingo 程序求解过程

model:

sets:

times/1 2/:n,Q,C;

endsets

data:

n=57 58;

enddata

C_D=10;

D=100*365;

C_P=0.005*365;

@for(times:n=D/Q;C=0.5*C_P*Q+C_D*D/Q);

end

运行结果

Feasible solution found.

Total solver iterations: 0

Variable Value

C_D 10.00000

D 36500.00

C_P 1.825000

N( 1) 57.00000

N( 2) 58.00000

Q( 1) 640.3509

Q( 2) 629.3103

C( 1) 1154.320

C( 2) 1154.246

分析结果:

求得全年组织 58 次订货费用少一点。

由于这个程序求出的是解不全,我们可以再编一个lingo程序,直接求出问题的整数解。

lingo程序:

model:

sets:

times/1..100/:C,Q; !100不是必须的,通常取一个适当大的数就可以了;

endsets

C_D=10;

D=100*365;

C_P=0.005*365;

@for(times(i):Q(i)=D/i;C(i)=0.5*C_P*Q+C_D*D/Q);

C_min=@min(times:C);

Q_best=@sum(times(i):Q(i)*(C(i) #eq# C_min));

N_best=D/Q_best;

end

运行结果

Feasible solution found.

Total solver iterations: 0

Variable Value

C_D 10.00000

D 36500.00

C_P 1.825000

C_MIN 1154.246

Q_BEST 629.3103 N_BEST 58.00000

结果分析:求得一年组织58 次订货,每次的订货量为629.3 件,最优费用为1154.25 元。

三、存贮论问题学习心得:

一个存贮问题是否允许缺货或补充是否需要时间,完全取决于对实际问题的处理角度,不存在绝对意义上的不允许缺货或绝对意义上的补充不需要时间。如果缺货引起的后果或损失十分严重,则从管理的角度应当提出不允许缺货的建模要求;否则,可视为允许缺货的

情况。至于缺货损失的估计,应当力求全面和精确。如果补充需要的时间相对于存贮周期是微不足道的,则可考虑补充不需要时间的假设条件;否则,需要考虑补充时间。在考虑补充时间时,必须分清拖后时间和生产时间,两者在概念上是不同的。

北航最优化方法大作业参考

北航最优化方法大作业参考

1 流量工程问题 1.1 问题重述 定义一个有向网络G=(N,E),其中N是节点集,E是弧集。令A是网络G的点弧关联矩阵,即N×E阶矩阵,且第l列与弧里(I,j)对应,仅第i行元素为1,第j行元素为-1,其余元素为0。再令b m=(b m1,…,b mN)T,f m=(f m1,…,f mE)T,则可将等式约束表示成: Af m=b m 本算例为一经典TE算例。算例网络有7个节点和13条弧,每条弧的容量是5个单位。此外有四个需求量均为4个单位的源一目的对,具体的源节点、目的节点信息如图所示。这里为了简单,省区了未用到的弧。此外,弧上的数字表示弧的编号。此时,c=((5,5…,5)1 )T, ×13 根据上述四个约束条件,分别求得四个情况下的最优决策变量x=((x12,x13,…,x75)1× )。 13 图 1 网络拓扑和流量需求

1.2 7节点算例求解 1.2.1 算例1(b1=[4;-4;0;0;0;0;0]T) 转化为线性规划问题: Minimize c T x1 Subject to Ax1=b1 x1>=0 利用Matlab编写对偶单纯形法程序,可求得: 最优解为x1*=[4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]T 对应的最优值c T x1=20 1.2.2 算例2(b2=[4;0;-4;0;0;0;0]T) Minimize c T x2 Subject to Ax2=b2 X2>=0 利用Matlab编写对偶单纯形法程序,可求得: 最优解为x2*=[0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]T 对应的最优值c T x2=20 1.2.3 算例3(b3=[0;-4;4;0;0;0;0]T) Minimize c T x3 Subject to Ax3=b3 X3>=0 利用Matlab编写对偶单纯形法程序,可求得: 最优解为x3*=[4 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0]T 对应的最优值c T x3=40

《最优化方法》复习题(含答案)

《最优化方法》复习题(含答案)

附录5 《最优化方法》复习题 1、设n n A R ?∈是对称矩阵,,n b R c R ∈∈,求1()2 T T f x x Ax b x c =++在任意点x 处的梯度和Hesse 矩阵. 解 2(),()f x Ax b f x A ?=+?=. 2、设()()t f x td ?=+,其中:n f R R →二阶可导,,,n n x R d R t R ∈∈∈,试求()t ?''. 解 2()(),()()T T t f x td d t d f x td d ??'''=?+=?+. 3、设方向n d R ∈是函数()f x 在点x 处的下降方向,令 ()()()()() T T T T dd f x f x H I d f x f x f x ??=--???, 其中I 为单位矩阵,证明方向()p H f x =-?也是函数()f x 在点x 处的下降方向. 证明 由于方向d 是函数()f x 在点x 处的下降方向,因此()0T f x d ?<,从而 ()()()T T f x p f x H f x ?=-?? ()()()()()()()() T T T T T dd f x f x f x I f x d f x f x f x ??=-?--???? ()()()0T T f x f x f x d =-??+?<, 所以,方向p 是函数()f x 在点x 处的下降方向. 4、n S R ?是凸集的充分必要条件是12122,,,,,,,,m m m x x x S x x x ?≥?∈L L 的一切凸组合都属于S . 证明 充分性显然.下证必要性.设S 是凸集,对m 用归纳法证明.当2m =时,由凸集的定义知结论成立,下面考虑1m k =+时的情形.令1 1k i i i x x λ+==∑, 其中,0,1,2,,1i i x S i k λ∈≥=+L ,且1 1 1k i i λ+==∑.不妨设11k λ+≠(不然1k x x S +=∈, 结论成立),记11 1k i i i k y x λλ=+=-∑ ,有111(1)k k k x y x λλ+++=-+,

最优化方法大作业答案

1.用薄钢板制造一体积5m 3,长度不小于4m ,无上盖的货箱,要求钢板耗量最小。确定货箱的长x 1、宽x 2和高x 3。试列出问题的数学模型。 解:min 32312122x x x x x x z ++= s.t 5321=x x x 41≥x 0,,321≥x x x 2.将下面的线性规划问题表示为标准型并用单纯形法求解 max f=x 1+2x 2+x 3 s .t .2x 1+x 2-x 3≤2 -2x 1+x 2-5x 3≥-6 4x 1+x 2+x 3≤6 x i ≥0 i=1,2,3 解:先化标准形: Min 321x x x z -+= 224321=+-+x x x x 6525321=++-x x x x 646321=+++x x x x 列成表格:

1 2 1 610011460105122001112----- 可见此表已具备1°,2°,3°三个特点,可采用单纯形法。首先从底行中选元素-1,由2/2,6/2,6/4最小者决定选第一行第一列的元素2,标以记号,迭代一次得 1 2 1 2102310401162010021212 11-------- 再从底行中选元素-2/3,和第二列正元素1/2,迭代一次得 1 2 12 32 30 210231040116201002121211- ------ 再从底行中选元素-3,和第二列正元素2,迭代一次得 4 2 3 3 410120280114042001112--- 再迭代一次得 10 2 30 2 10 6 221023 1010213000421021013-- 选取最优解:

最优化方法大作业

发动机空燃比控制器 引言:我主要从事自动化相关研究。这里介绍我曾经接触过的发动机空燃比控制器设计中的优化问题。 发动机空燃比控制器设计中的最优化问题 AFR =a f m m && (1) 空燃比由方程(1)定义,在发动机运行过程中如果控制AFR 稳定在14.7可以获 得最好的动力性能和排放性能。如果假设进入气缸的空气流量a m &可以由相关单元检测得到,则可以通过控制进入气缸的燃油流量f m &来实现空燃比的精确控制。由于实际发动机的燃油喷嘴并不是直接对气缸喷燃油,而是通过进气歧管喷燃油,这么做会在进 气歧管壁上液化形成油膜,因此不仅是喷嘴喷出的未液化部分燃油会进入气缸,油膜 蒸发部分燃油也会进入气缸,如方程(2)。这样如何更好的喷射燃油成为了一个问题。 1110101122211ττττ?? ?? -?? ??????????=+????????-????????????-???? ? ??? ?? ????????? ?f f f v X x x u x x X x y =x && (2) 其中12、,==ff fv x m x m &&=f y m &,=fi u m &这里面,表示油膜蒸发量ff m &、fv m &表示为液化部分燃油、fi m &表示喷嘴喷射的燃油,在τf 、τv 、X 都已知的情况下,由现代控制理论知识,根据系统的增广状态空间模型方程(3) 0000001 1 011011114.70ττττ????-?? ??????????=-+-??????????????? ??????????????? ?? ??=?????? f f v v a X X u +q q m y q x x x &&& (3) 其中()0 14.7?t a q = y -m &。由极点配置方法,只要设计控制器方程(4),就可以 使得y 无差的跟踪阶跃输入,那么y 也能较好的跟踪AFR *a m /&。 12-- u =K q K x (4) 这里面的12、K K 确定,可由主导极点概念降维成两个参数12C ,C ,虽然都是最终稳态无差,但是目标是使得瞬态过程中y 和阶跃输入y r 的差异尽可能的小。所以原问

最优化方法试题

《最优化方法》试题 一、 填空题 1.设()f x 是凸集n S R ?上的一阶可微函数,则()f x 是S 上的凸函数的一阶充要条件是( ),当n=2时,该充要条件的几何意义是( ); 2.设()f x 是凸集n R 上的二阶可微函数,则()f x 是n R 上的严格凸函数( )(填‘当’或‘当且仅当’)对任意n x R ∈,2()f x ?是 ( )矩阵; 3.已知规划问题22211212121212min 23..255,0z x x x x x x s t x x x x x x ?=+---?--≥-??--≥-≥?,则在点55(,)66T x =处的可行方向集为( ),下降方向集为( )。 二、选择题 1.给定问题222121212min (2)..00f x x s t x x x x ?=-+??-+≤??-≤?? ,则下列各点属于K-T 点的是( ) A) (0,0)T B) (1,1)T C) 1(,22 T D) 11(,)22T 2.下列函数中属于严格凸函数的是( ) A) 211212()2105f x x x x x x =+-+ B) 23122()(0)f x x x x =-< C) 2 222112313()226f x x x x x x x x =+++- D) 123()346f x x x x =+- 三、求下列问题

()22121212121211min 51022 ..2330420 ,0 f x x x x x s t x x x x x x =+---≤+≤≥ 取初始点()0,5T 。 四、考虑约束优化问题 ()221212min 4..3413f x x x s t x x =++≥ 用两种惩罚函数法求解。 五.用牛顿法求解二次函数 222123123123()()()()f x x x x x x x x x x =-++-++++- 的极小值。初始点011,1,22T x ??= ???。 六、证明题 1.对无约束凸规划问题1min ()2 T T f x x Qx c x =+,设从点n x R ∈出发,沿方向n d R ∈ 作最优一维搜索,得到步长t 和新的点y x td =+ ,试证当1T d Q d = 时, 22[() ()]t f x f y =-。 2.设12*** *3(,,)0T x x x x =>是非线性规划问题()112344423min 23..10f x x x x s t x x x =++++=的最优解,试证*x 也 是非线性规划问题 144423* 123min ..23x x x s t x x x f ++++=的最优解,其中****12323f x x x =++。

最优化原理大作业

基于粒子群算法的神经网络在电液伺服系统中的应用 摘要:由于人工神经网络在解决具有非线性、不确定性等系统的控制问题上具有极大的潜力,因而在控制领域正引起人们的极大关注,并且已在一些响应较慢的过程控制中获得成功应用。由于电液伺服系统属 于非线性系统,因此本文利用神经网络控制电液伺服系统,并利用粒子群优化算法训练该神经网络的 权值。通过对神经网络的优化实现对电液伺服系统的控制。 关键词:神经网络电液伺服系统粒子群算法优化 近年来,由于神经网络具有大规模并行性、冗余性、容错性、本质的非线性及自组织自学习自适应能力,所以已成功地应用于众多领域。但在具有复杂非线性特性的机电设备的实时控制方面,虽然也有一些神经网络技术的应用研究,但距实用仍有一段距离。电液伺服系统就属于这类设备[1]。 神经网路在用于实时控制时,主要是利用了网络所具有的其输人——输出间的非线性映射能力。它实际上是通过学习来逼近控制对象的动、静态特性。也就是构造实际系统的神经网络模型[2]。本文利用神经网络控制一电液伺服系统,并利用粒子群优化算法训练该神经网络的权值,将结果与BP神经网络控制该系统的结果进行比较。从而得在电液伺服系统中引入神经网络是可行的。 1、粒子群算法 粒子群优化算法(Particle Swarm optimization, PSO)是一种进化计算技术, 由Eberhart博士和kennedy博士发明, 源于对鸟群捕食的行为研究, 粒子群优化算法的基本思想是通过群体中个体之间的协作和信息共享来寻找最优解[3]。算法最初受到飞鸟和鱼类集群活动的规律性启发,利用群体智能建立了一个简化模型,用组织社会行为代替了进化算法的自然选择机制,通过种群间个体协作来实现对问题最优解的搜索[4]。 在找到这两个最优值时, 粒子根据如下的公式来更新自己的速度和新的位置 v[]=v[]+c1*rand()*(pbest[]-present[]) + c2*rand()*(gbest[]-present[]) present[]=persent[]+v[] 式中ω为惯性权重,ω取大值可使算法具有较强的全局搜索能力,ω取小值则算法倾向于局部搜索。一般的做法是将ω初始取0.9并使其随迭代次数的增加而线性递减至0.4,这样就可以先侧重于全局搜索,使搜索空间快速收敛于某一区域,然后采用局部精细搜索以获得高精度的解;c1、c2为两个学习因子,一般取为2;randl和rand2为两个均匀分布在(0,l)之间的随机数;i=1,2,?,m;k=1,2,?,d。另外,粒子在每一维的速度Vi都被一个最大速度Vmax所限制。如果当前粒子的加速度导致它在某一维的速度 超过该维上的最大速度Vmax,则该维的速度被限制为最大速度[5]。 粒子群算法流程如下: (一)初始化粒子群。设群体规模为m,在允许的范围内随机设置粒子的初始位置和速 度。 (二)评价每个粒子的适应值。 (三)调整每一个粒子的位置和速度。 (四)如果达到最大迭代次数genmax或误差达到最初设定数值终止迭代,否则返回(2)。 2、神经网络 神经网络一般由输入层、隐含层、输出层组成。对于输入信号,先向前传播到隐节点,经过节点作用函数后,再把隐节点的输出信息传播到输出节点,最后输出结果。节点的作用函数通常选取S 型函数f(x)=1/(1+e-x)。神经网络算法的学习过程分为正

北航惯性导航大作业

惯性导航基础课程大作业报告(一)光纤陀螺误差建模与分析 班级:111514 姓名: 学号 2014年5月26日

一.系统误差原理图 二.系统误差的分析 (一)漂移引起的系统误差 1. εx ,εy ,εz 对东向速度误差δVx 的影响 clc;clear all; t=1:0.01:25; g=9.8; L=pi/180*39; Ws=2*pi/84.4*60; Wie=2*pi/24; R=g/(Ws)^2; e=0.1*180/pi; mcVx1=e*g*sin(L)/(Ws^2-Wie^2)*(sin(Wie*t)-Wie*sin(Ws*t)/Ws); mcVx2=e*((Ws^2-(Wie^2)*((cos(L))^2))/(Ws^2-Wie^2)*cos(Ws*t)-(Ws^2)*((sin(L))^2)*cos(Wi e*t)/(Ws^2-Wie^2)-(cos(L))^2); mcVx3=(sin(L))*(cos(L))*R*e*((Ws^2)*cos(Wie*t)/(Ws^2-Wie^2)-(Wie^2)*cos(Ws*t)/(Ws^2-Wi e^2)-1); plot(t,[mcVx1',mcVx2',mcVx3']); title('Ex,Ey,Ez 对Vx 的影响'); xlabel('时间t'); ylabel('Vx(t)'); 0,δλδL ,v v δδ

legend('Ex-mcVx1','Ey-mcVx2','Ez-mcVx3'); grid; axis square; 分析:εx,εy,εz对东向速度误差δVx均有地球自转周期的影响,εx,εy还会有舒勒周期分量的影响,其中,εy对δVx的影响较大。 2.εx,εy,εz对东向速度误差δVy的影响 clc;clear all; t=1:0.01:25; g=9.8; L=pi/180*39; Ws=2*pi/84.4*60; Wie=2*pi/24; R=g/(Ws)^2; e=0.1*180/pi; mcVy1=e*g*(cos(Wie*t)-cos(Ws*t))/(Ws^2-Wie^2); mcVy2=g*sin(L)*e/(Ws^2-Wie^2)*(sin(Wie*t)-Wie/Ws*sin(Ws*t)); mcVy3=g*cos(L)*e/(Ws^2-Wie^2)*(sin(Wie*t)-Wie/Ws*sin(Ws*t)); plot(t,[mcVy1',mcVy2',mcVy3']); title('Ex,Ey,Ez对Vy的影响'); xlabel('时间t'); ylabel('Vy(t)'); legend('Ex-mcVy1','Ey-mcVy2','Ez-mcVy3'); grid; axis square;

天津大学《最优化方法》复习题(含答案)

天津大学《最优化方法》复习题(含答案) 第一章 概述(包括凸规划) 一、 判断与填空题 1 )].([arg )(arg min max x f x f n n R x R x -=∈∈ √ 2 {}{} .:)(m in :)(m ax n n R D x x f R D x x f ?∈-=?∈ ? 3 设.:R R D f n →? 若n R x ∈*,对于一切n R x ∈恒有)()(x f x f ≤*,则称*x 为最优化问题)(min x f D x ∈的全局最优解. ? 4 设.:R R D f n →? 若D x ∈*,存在*x 的某邻域)(*x N ε,使得对一切)(*∈x N x ε恒有)()(x f x f <*,则称*x 为最优化问题)(min x f D x ∈的 严格局部最优解. ? 5 给定一个最优化问题,那么它的最优值是一个定值. √ 6 非空集合n R D ?为凸集当且仅当D 中任意两点连线段上任一点属于D . √ 7 非空集合n R D ?为凸集当且仅当D 中任意有限个点的凸组合仍

属于D . √ 8 任意两个凸集的并集为凸集. ? 9 函数R R D f n →?:为凸集D 上的凸函数当且仅当f -为D 上的凹函数. √ 10 设R R D f n →?:为凸集D 上的可微凸函数,D x ∈*. 则对D x ∈?,有).()()()(***-?≤-x x x f x f x f T ? 11 若)(x c 是凹函数,则}0)( {≥∈=x c R x D n 是凸集。 √ 12 设{}k x 为由求解)(min x f D x ∈的算法A 产生的迭代序列,假设算法 A 为下降算法,则对{} ,2,1,0∈?k ,恒有 )()(1k k x f x f ≤+ . 13 算法迭代时的终止准则(写出三种):_____________________________________。 14 凸规划的全体极小点组成的集合是凸集。 √ 15 函数R R D f n →?:在点k x 沿着迭代方向}0{\n k R d ∈进行精确一维线搜索的步长k α,则其搜索公式

(完整版)机械优化设计试卷期末考试及答案

第一、填空题 1.组成优化设计的数学模型的三要素是 设计变量 、目标函数 和 约束条件 。 2.可靠性定量要求的制定,即对定量描述产品可靠性的 参数的选择 及其 指标的确定 。 3.多数产品的故障率随时间的变化规律,都要经过浴盆曲线的 早期故障阶段 、 偶然故障阶段 和 耗损故障阶段 。 4.各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈 下降趋势 。 5.建立优化设计数学模型的基本原则是在准确反映 工程实际问题 的基础上力求简洁 。 6.系统的可靠性模型主要包括 串联模型 、 并联模型 、 混联模型 、 储备模型 、 复杂系统模型 等可靠性模型。 7. 函数f(x 1,x 2)=2x 12 +3x 22-4x 1x 2+7在X 0=[2 3]T 点处的梯度为 ,Hession 矩阵为 。 (2.)函数()22121212,45f x x x x x x =+-+在024X ??=????点处的梯度为120-?? ????,海赛矩阵为2442-???? -?? 8.传统机械设计是 确定设计 ;机械可靠性设计则为 概率设计 。 9.串联系统的可靠度将因其组成单元数的增加而 降低 ,且其值要比可靠 度 最低 的那个单元的可靠度还低。 10.与电子产品相比,机械产品的失效主要是 耗损型失效 。 11. 机械可靠性设计 揭示了概率设计的本质。 12. 二元函数在某点处取得极值的充分条件是()00f X ?=必要条件是该点处的海赛矩阵正定。 13.对数正态分布常用于零件的 寿命疲劳强度 等情况。 14.加工尺寸、各种误差、材料的强度、磨损寿命都近似服从 正态分布 。 15.数学规划法的迭代公式是 1k k k k X X d α+=+ ,其核心是 建立搜索方向, 模型求解 两方面的内容。 17.无约束优化问题的关键是 确定搜索方向 。 18.多目标优化问题只有当求得的解是 非劣解 时才有意义,而绝对最优解存在的可能性很小。 19.可靠性设计中的设计变量应具有统计特征,因而认为设计手册中给出的数据

最优化方法大作业答案

武工院你们懂的 1.用薄钢板制造一体积5m 3,长度不小于4m ,无上盖的货箱,要求钢板耗量最小。确定货箱的长x 1、宽x 2和高x 3。试列出问题的数学模型。 解:min 32312122x x x x x x z ++= s.t 5321=x x x 41≥x 0,,321≥x x x 2.将下面的线性规划问题表示为标准型并用单纯形法求解 max f=x 1+2x 2+x 3 s .t .2x 1+x 2-x 3≤2 -2x 1+x 2-5x 3≥-6 4x 1+x 2+x 3≤6 x i ≥0 i=1,2,3 解:先化标准形: Min 321x x x z -+= 224321=+-+x x x x 6525321=++-x x x x 646321=+++x x x x

列成表格: 00001216 100114 60105122001112----- 可见此表已具备1°,2°,3°三个特点,可采用单纯形法。首先从底行中选元素-1,由2/2,6/2,6/4最小者决定选第一行第一列的元素2,标以记号,迭代一次得 0000 1 2 121023 10 40116201002 1 21 211-------- 再从底行中选元素-2/3,和第二列正元素1/2,迭代一次得 1 002 1232 30210231 040116201002121211-- ----- 再从底行中选元素-3,和第二列正元素2,迭代一次得 4002 3 03410120280114042001112--- 再迭代一次得

10 23021 062 21023 1010 213 000421 2 10 13- - 选取最优解: 01=x 42=x 23=x 3. 试用DFP 变尺度法求解下列无约束优化问题。 min f (X )=4(x 1-5)2+(x 2-6)2 取初始点X=(8,9)T ,梯度精度ε=0.01。 解:取I H =0,初始点()T X 9,8= 2221)6()5(4)(-+-=x x x f ??????--=?122408)(21x x x f ???? ??=?624)() 0(x f T x f d )6,24()()0()0(--=-?= )0(0)0()1(d x x α+= T )69,248(00αα--= ])669()5248(4min[)(min 2020)0(0)0(--+--?=+αααd x f )6()63(2)24()2458(8) (00)0(0)0(=-?-+-?--=+ααααd d x df 13077.013017 0≈= α ???? ??=???? ??--?+???? ??=21538.886153.462413077.098)1(x

北航数值分析大作业第二题精解

目标:使用带双步位移的QR 分解法求矩阵10*10[]ij A a =的全部特征值,并对其中的每一个实特征值求相应的特征向量。已知:sin(0.50.2)() 1.5cos( 1.2)(){i j i j ij i j i j a +≠+== (i,j=1,2, (10) 算法: 以上是程序运作的逻辑,其中具体的函数的算法,大部分都是数值分析课本上的逻辑,在这里特别写出矩阵A 的实特征值对应的一个特征向量的求法: ()[]()() []()[]()111111I 00000 i n n n B A I gause i n Q A I u Bu u λλ-?-?-=-?-?? ?-=????→=??????→= ?? ? 选主元的消元 检查知无重特征值 由于=0i A I λ- ,因此在经过选主元的高斯消元以后,i A I λ- 即B 的最后一行必然为零,左上方变 为n-1阶单位矩阵[]()()11I n n -?-,右上方变为n-1阶向量[]()11n Q ?-,然后令n u 1=-,则 ()1,2,,1j j u Q j n ==???-。

这样即求出所有A所有实特征值对应的一个特征向量。 #include #include #include #define N 10 #define E 1.0e-12 #define MAX 10000 //以下是符号函数 double sgn(double a) { double z; if(a>E) z=1; else z=-1; return z; } //以下是矩阵的拟三角分解 void nishangsanjiaodiv(double A[N][N]) { int i,j,k; int m=0; double d,c,h,t; double u[N],p[N],q[N],w[N]; for(i=0;i

最优化计算方法课后习题答案----高等教育出版社。施光燕

习题二包括题目:P36页5(1)(4) 5(4)

习题三 包括题目:P61页1(1)(2); 3; 5; 6; 14;15(1) 1(1)(2)的解如下 3题的解如下

5,6题 14题解如下 14. 设22121212()(6)(233)f x x x x x x x =+++---, 求点在(4,6)T -处的牛顿方向。 解:已知 (1) (4,6)T x =-,由题意得 121212212121212(6)2(233)(3)()2(6)2(233)(3)x x x x x x x f x x x x x x x x +++-----?? ?= ?+++-----?? ∴ (1)1344()56g f x -?? =?= ??? 21212122211212122(3)22(3)(3)2(233)()22(3)(3)2(233)22(3)x x x x x x x f x x x x x x x x +--+--------? ??= ? +--------+--?? ∴ (1)2(1)1656()()564G x f x --?? =?= ?-?? (1)1 1/8007/400()7/4001/200G x --?? = ?--?? ∴ (1)(1)11141/100()574/100d G x g -?? =-= ?-?? 15(1)解如下 15. 用DFP 方法求下列问题的极小点 (1)22 121212min 353x x x x x x ++++ 解:取 (0) (1,1)T x =,0H I =时,DFP 法的第一步与最速下降法相同 2112352()156x x f x x x ++???= ?++??, (0)(1,1)T x =,(0) 10()12f x ???= ??? (1)0.07800.2936x -??= ?-??, (1) 1.3760() 1.1516f x ???= ?-?? 以下作第二次迭代 (1)(0) 1 1.07801.2936x x δ-??=-= ?-??, (1)(0) 18.6240()()13.1516f x f x γ-??=?-?= ?-?? 0110 111011101 T T T T H H H H H γγδδδγγγ=+-

修订过的最优化方法复习题

《最优化方法》复习题 第一章 引论 一、 判断与填空题 1 )].([arg )(arg m in m ax x f x f n n R x R x -=∈∈ √ 2 {}{}.:)(min :)(max n n R D x x f R D x x f ?∈-=?∈ ? 3 设.:R R D f n →? 若n R x ∈*,对于一切n R x ∈恒有)()(x f x f ≤*,则称*x 为最优化问题 )(min x f D x ∈的全局最优解. ? 4 设.:R R D f n →? 若D x ∈*,存在*x 的某邻域)(*x N ε,使得对一切)(*∈x N x ε恒有)()(x f x f <*,则称*x 为最优化问题)(min x f D x ∈的严格局部最 优解. ? 5 给定一个最优化问题,那么它的最优值是一个定值. √ 6 非空集合n R D ?为凸集当且仅当D 中任意两点连线段上任一点属于D . √ 7 非空集合n R D ?为凸集当且仅当D 中任意有限个点的凸组合仍属于D . √ 8 任意两个凸集的并集为凸集. ? 9 函数R R D f n →?:为凸集D 上的凸函数当且仅当f -为D 上的凹函数. √ 10 设R R D f n →?:为凸集D 上的可微凸函数,D x ∈*. 则对D x ∈?,有).()()()(***-?≤-x x x f x f x f T ? 11 若)(x c 是凹函数,则}0)( {≥∈=x c R x D n 是凸集。 √ 12 设{}k x 为由求解)(min x f D x ∈的算法A 产生的迭代序列,假设算法A 为单调下降算 法,则对{} ,2,1,0∈?k ,恒有 )()(1k k x f x f ≤+ .

大连理工优化方法大作业MATLAB编程

function [x,dk,k]=fjqx(x,s) flag=0; a=0; b=0; k=0; d=1; while(flag==0) [p,q]=getpq(x,d,s); if (p<0) b=d; d=(d+a)/2; end if(p>=0)&&(q>=0) dk=d; x=x+d*s; flag=1; end k=k+1;

if(p>=0)&&(q<0) a=d; d=min{2*d,(d+b)/2}; end end %定义求函数值的函数fun,当输入为x0=(x1,x2)时,输出为f function f=fun(x) f=(x(2)-x(1)^2)^2+(1-x(1))^2; function gf=gfun(x) gf=[-4*x(1)*(x(2)-x(1)^2)+2*(x(1)-1),2*(x(2)-x(1)^2)]; function [p,q]=getpq(x,d,s) p=fun(x)-fun(x+d*s)+0.20*d*gfun(x)*s'; q=gfun(x+d*s)*s'-0.60*gfun(x)*s'; 结果: x=[0,1]; s=[-1,1]; [x,dk,k]=fjqx(x,s) x =-0.0000 1.0000 dk =1.1102e-016 k =54

function f= fun( X ) %所求问题目标函数 f=X(1)^2-2*X(1)*X(2)+2*X(2)^2+X(3)^2+ X(4)^2- X(2)*X(3)+2*X(1)+3*X(2)-X(3); end function g= gfun( X ) %所求问题目标函数梯度 g=[2*X(1)-2*X(2)+2,-2*X(1)+4*X(2)-X(3)+3,2*X(3)-X(2)-1,2*X(4)]; end function [ x,val,k ] = frcg( fun,gfun,x0 ) %功能:用FR共轭梯度法求无约束问题最小值 %输入:x0是初始点,fun和gfun分别是目标函数和梯度 %输出:x、val分别是最优点和最优值,k是迭代次数 maxk=5000;%最大迭代次数 rho=0.5;sigma=0.4;

《最优化方法》期末试题

作用: ①仿真的过程也是实验的过程,而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题,应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。 ②仿真技术有可能对一些难以建立物理模型或数学模型的对象系统,通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。 ③通过系统仿真,可以把一个复杂的系统化降阶成若干子系统以便于分析,并能指出各子系统之间的各种逻辑关系。 ④通过系统仿真,还能启发新的策略或新思想的产生,或能暴露出在系统中隐藏着的实质性问题。同时,当有新的要素增加到系统中时,仿真可以预先指出系统状态中可能会出现的瓶颈现象或其它的问题。 2.简述两个Wardrop 均衡原理及其适用范围。 答: Wardrop提出的第一原理定义是:在道路的利用者都确切知道网络的交通状态并试图选择最短径路时,网络将会达到平衡状态。在考虑拥挤对行驶时间影响的网络中,当网络达到平衡状态时,每个 OD 对的各条被使用的径路具有相等而且最小的行驶时间;没有被使用的径路的行驶时间大于或等于最小行 驶时间。 Wardrop提出的第二原理是:系统平衡条件下,拥挤的路网上交通流应该按照平均或总的出行成本 最小为依据来分配。 第一原理对应的行为原则是网络出行者各自寻求最小的个人出行成本,而第二原理对应的行为原则是网络的总出行成本最小。 3.系统协调的特点。 答: (1)各子系统之间既涉及合作行为,又涉及到竞争行为。 (2)各子系统之间相互作用构成一个反馈控制系统,通过信息作为“中介”而构成整体 (3)整体系统往往具有多个决策人,构成竞争决策模式。 (4)系统可能存在第三方介入进行协调的可能。 6.对已经建立了概念模型的系统处理方式及其特点、适用范围。答:对系统概念模型有三种解决方式。 1.建立解析模型方式 对简单系统问题,如物流系统库存、城市公交离线调度方案的确定、交通量不大的城市交叉口交通控制等问题,可以运用专业知识建立系统的量化模型(如解析数学模型),然后采用优化方法确定系统解决方案,以满足决策者决策的需要,有关该方面的内容见第四、五章。 在三种方式中,解析模型是最科学的,但仅限于简单交通运输系统问题,或仅是在实际工程中一定的情况下(仅以一定的概率)符合。所以在教科书上很多漂亮的解析模型,无法应用于工程实际中。 2.建立模拟仿真模型方式 对一般复杂系统,如城市轨道交通调度系统、机场调度系统、城市整个交通控制系统等问题,可以对系统概念模型中各个部件等采用变量予以量化表示,并通过系统辨识的方式建立这些变量之间关系的动力学方程组,采用一定的编程语言、仿真技术使其转化为系统仿真模型,通过模拟仿真寻找较满意的优化方案,包括离线和在线均可以,有关该方面的内容见第七章。 模拟仿真模型比解析模型更能反映系统的实际,所以在交通运输系统中被更高层次的所使用,包括

结构优化设计大作业(北航)

《结构优化设计》 大作业报告 实验名称: 拓扑优化计算与分析 1、引言 大型的复杂结构诸如飞机、汽车中的复杂部件及桥梁等大型工程的设计问题,依靠传统的经验和模拟实验的优化设计方法已难以胜任,拓扑优化方法成为解决该问题的关键手段。近年来拓扑优化的研究的热点集中在其工程应用上,如: 用拓扑优化方法进行微型柔性机构的设计,车门设计,飞机加强框设计,机翼前缘肋设计,卫星结构设计等。在其具体的操作实现上有两种方法,一是采用计算机语言编程计算,该方法的优点是能最大限度的控制优化过程,改善优化过程中出现的诸如棋盘格现象等数值不稳定现象,得到较理想的优化结果,其缺点是计算规模过于庞大,计算效率太低;二是借助于商用有限元软件平台。本文基于matlab软件编程研究了不同边界条件平面薄板结构的在各种受力情况下拓扑优化,给出了几种典型结构的算例,并探讨了在实际优化中优化效果随各参数的变化,有助于初学者初涉拓扑优化的读者对拓扑优化有个基础的认识。

2、拓扑优化研究现状 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支,它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟,在国外处在发展的初期,尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法,将数值方法引入拓扑优化领域,拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初,程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题,他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计,开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年Xie.Y.M和Steven.G.P 提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法,该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一,提高了优化效率。目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类:退化法和进化法。结构拓扑优化设计研究,已被广泛应用于建筑、航天航空、机械、海洋工程、生物医学及船舶制造等领域。 3、拓扑优化建模(SIMP) 结构拓扑优化目前的主要研究对象是连续体结构。优化的基本方法是将设计区域划分为有限单元,依据一定的算法删除部分区域,形成带孔的连续体,实现连续体的拓扑优化。连续体结构拓扑优化方法目前比较成熟的是均匀化方法、变密度方法和渐进结构优化方法。 变密度法以连续变量的密度函数形式显式地表达单元相对密度与材料弹性模量之间的对应关系,这种方法基于各向同性材料,不需要引入微结构和附加的均匀化过程,它以每个单元的相对密度作为设计变量,人为假定相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系,程序实现简单,计算效率高。变密度法中常用的插值模型主要有:固体各向同性惩罚微结构模型(solidisotropic microstructures with penalization,简称SIMP)和材料属性的合理近似模型(rational approximation ofmaterial properties,简称RAMP)。而本文所用即为SIMP插值模型。

预测与决策试卷及答案解析

经济预测与决策 考试形式:闭卷考试时量:150分钟总分:100分 一.单选题1*15=15分 1.经济预测的第一步是()A A.确定预测目的,制定计划 B.搜集审核资料 C.建立预测模型 D.评价预测成果 2.对一年以上五年以下的经济发展前景的预测称为()B A.长期经济预测 B.中期经济预测 C.短期经济预测 D.近期经济预测 3.()回归模型中,因变量与自变量的关系是呈直线型的。C A.多元 B.非线性 C.线性 D.虚拟变量

4.以下哪种检验方法的零假设为:B1=B2=…=Bm=0?B A.r检验 B.F检验 C.t检验 D.DW检验 5.以数年为周期,涨落相间的波浪式起伏变动称为()D A.长期趋势 B.季节变动 C.不规则变动 D.循环变动 6. 一组数据中出现次数最多的变量值,称为()A A.众数 B.中位数 C.算术平均数 D.调和平均数 7. 通过一组专家共同开会讨论,进行信息交流和相互启发,从而诱发专家们发挥其创造性思维,促进他们产生“思维共振”,达到相互补充并产生“组合效应”的预测方法为()A A.头脑风暴法 B.德尔菲法

C.PERT预测法 D.趋势判断预测法 8.()起源于英国生物学家高尔登对人类身高的研究。B A.定性预测法 B.回归分析法 C.马尔科夫预测法 D.判别分析预测法 9.抽样调查的特点不包括()D A.经济性 B.时效性 C.适应性 D.全面性 10.下图是哪种多项式增长曲线()B A.常数多项式 B.一次多项式 C.二次多项式

D.三次多项式 11.根据历年各月的历史资料,逐期计算环比加以平均,求出季节指数进行预测的方法称为()C A.平均数趋势整理法 B.趋势比率法 C.环比法 D.温特斯法 12.经济决策按照目标的性质和行动时间的不同,分为()D A.宏观经济决策和微观经济决策 B.高层、中层和基层决策 C.定性决策和定量决策 D.战术决策和战略决策 13.()是从最好情况出发,带有一定冒险性质,反映了决策者冒进乐观的态度。B A.最大最小决策准则 B.最大最大决策准则 C.最小最小后悔值决策准则 D.等概率决策准则 14.如果某企业规模小,技术装备不良,担负不起较大的经济风险,则该企业应采用()A

最优化大作业

最优化方法大作业 ---------用优化算法求解函数最值问题

摘要 最优化(optimization) 是应用数学的重要研究领域.它是研究在给定约束之下如何寻求某些因素(的量),以使某一(或某些)指标达到最优的一些学科的总称。最优化问题一般包括最小化问题和最大化问题,而最大化问题可以通过简单的转化使之成最最小化问题。最小化问题分为两类,即约束最小化和无约束最小化问题。在此报告中,前两个问题属于无约束最小化问题的求解,报告中分别使用了“牛顿法”和“共轭梯度法”。后两个问题属于有约束最小化问题的求解,报告中分别用“外点法”和“内点法”求解。虽然命名不一样,其实质都是构造“惩罚函数”或者“障碍函数”,通过拉格朗日乘子法将有约束问题转化为无约束问题进行求解。再此报告中,“外点法”和“内点法”分别用了直接求导和调用“牛顿法”来求解无约束优化问题。 在此实验中,用“共轭梯度法”对“牛顿法”所解函数进行求解时出现错误,报告中另取一函数用“共轭梯度法”求解得到正确的结果。此实验中所有的函数其理论值都是显见的,分析计算结果可知程序正确,所求结果误差处于可接受范围内。 报告中对所用到的四种方法在其使用以前都有理论说明,对“外点法”中惩罚函数和“内点法”中障碍函数的选择也有相应的说明,另外,对此次试验中的收获也在报告的三部分给出。 本报告中所用程序代码一律用MATLAB编写。 【关键字】函数最优化牛顿法共轭梯度法内点法外点法 MATLAB

一,问题描述 1, 分别用共轭梯度发法和牛顿法来求解一下优化问题 ()()()()()4 41432243221102510min x x x x x x x x x f -+-+-++= 2, 分别用外点法和内点发求解一下优化问题 ?? ?≥-++0 1.min 212 231x x t s x x 二、问题求解 用牛顿法求解 ()()()()()4 414 322 432 21102510min x x x x x x x x x f -+-+-++= 1.1.1问题分析: 取步长为1而沿着牛顿方向迭代的方法称为牛顿法,在牛顿法中,初始点的取值随意,在以后的每次迭代中,()[] ()k k k k x f x f x x ??-=-+1 21,直到终止条件成立时停止。 1.1.2 问题求解 注:本程序编程语言为MATLAB ,终止条件为()162 110-≤?x f ,初始取值为 [10 10 10 10] M 文件(求解函数)如下: function s=newton1(f,c,eps) %c 是初值,eps 为允许误差值 if nargin==2 eps=; elseif nargin<1 error('') % return end syms x1 x2 x3 x4

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