MATLAB有約束最優化問題的求解

2021-09-29 11:54:35 字數 1345 閱讀 6968

有約束最優化問題的一般描述為:

其中x= [x1,x2,…,xn]t,該數學表示的含義亦即求取一組x,使得目標函式f(x)為最小,且滿足約束條件g(x) ≤0。記號s.t.是英文subject to的縮寫,表示x要滿足後面的約束條件。

約束條件可以進一步細化為:

線性不等式約束:axb

線性等式約束:aeqx=beq

非線性不等式約束:cx≤0

非線性等式約束:ceqx=0

x的下界和上界:lbnd≤xubnd

matlab最優化工具箱提供了乙個fmincon函式,專門用於求解各種約束下的最優化問題。該函式的呼叫格式為:

[x,fval]=fmincon(fun,x0,a,b,aeq,beq,lbnd,ubnd,nonf,options)

其中x、fval、filename、x0和option的含義分別為自變數、因變數、函式名、初值、優化引數。其餘引數為約束條件,引數nonf為非線性約束函式的m檔名。如果某個約束不存在,則用空矩陣來表示。

例題:求解有約束最優化問題

首先編寫目標函式m檔案fop.m:

function f=fop(x)

f=0.4*x(2)+x(1)^2+x(2)^2-x(1)*x(2)+1/30*x(1)^3;

end

再設定約束條件,並呼叫fmincon函式求解此約束最優化問題:

x0=[0.5;0.5];

a=[-1,-0.5;-0.5,-1];

b=[-0.4;-0.5];

lb=[0;0];

option=optimset; option.largescale='off';option.display='off';

[x,f]=fmincon('fop',x0,a,b,,,lb,,,option)

輸出結果為:

x =0.34

0.33

f =0.25

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