第三章 非線性規劃

2022-04-22 12:09:21 字數 2203 閱讀 4261

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3.1 非線性規劃的matlab解法

matlab中非線性規劃的數學模型:

\[\begin

\begin}

{} \end\begin}

{} \end\min \begin}

{} \endf(x) \hfill \\

s.t.\left\

a \cdot x \leqslant b, \hfill \\

aeq \cdot x = beq, \hfill \\

c(x) \leqslant 0, \hfill \\

ceq(x) = 0, \hfill \\

lb \leqslant x \leqslant ub. \hfill \\

\end \right. \hfill \\

\end \]

matlab中的命令是:

[x,fval]=fmincon(fun,x0,a,b,aeq,beq,lb,ub,nonlcon,options)

例 求下列非線性規劃:

\[\begin

\begin}

{} \end\begin}

{} \end\min \begin}

{} \endf(x) = x_1^2 + x_2^2 + x_3^2 + 8, \hfill \\

s.t.\left\

x_1^2 - + x_3^2 \geqslant 0, \hfill \\

+ x_2^2 + x_3^2 \leqslant 20, \hfill \\

- - x_2^2 + 2 = 0, \hfill \\

+ 2x_3^2 = 3, \hfill \\

,, \geqslant 0. \hfill \\

\end \right. \hfill \\

\end \]

matlab 程式設計如下:

共分為三部分:

子函式1:

function f=fun1(x);

f=sum(x.^2)+8;

子函式2:

function [g,h]=fun2(x);

g=[-x(1)^2+x(2)-x(3)^2

x(1)+x(2)^2+x(3)^3-20]; %非線性不等式約束

h=[-x(1)-x(2)^2+2

x(2)+2*x(3)^2-3]; %非線性等式約束

主函式:

[x,y]=fmincon('fun1',rand(3,1),,,,,zeros(3,1),,'fun2')

3.2約束極值問題

3.2.1二次規劃

\[\begin

\min \begin}

{} \end\frac}^t}} + } \hfill \\

s.t.\left\

} \leqslant b, \hfill \\

aeq \cdot } = beq, \hfill \\

lb \leqslant } \leqslant ub. \hfill \\

\end \right. \hfill \\

\end \]

matlab中求解二次規劃的命令是:

[x,fval]=quadprog(h,f,a,b,aeq,beq,lb,ub,x0,options)

例子:\[\begin

\begin}

{} \end\begin}

{} \end\min f(x) = 2x_1^2 - 4 + 4x_2^2 - 6 - 3 \hfill \\

s.t.\left\

+ \leqslant 3, \hfill \\

4 + \leqslant 9, \hfill \\

, \geqslant 0. \hfill \\

\end \right. \hfill \\

\end \]

解:程式如下

h=[4,-4;-4,8];

f=[-6;-3];

a=[1,1;4,1];

b=[3;9];

[x,value]=quadprog(h,f,a,b,,,zeros(2,1))

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