lingo解答:
Max=x1+x2+x3+x4+x5;
x1+x2+x4<=95;
x3+x4+x5<=80;
x1+x4<=82;
x2+x4+x5<=90;
x3+x5<=71;
Global optimal solution found
Objective value: 1660000
Infeasibilities: 0000000
Total solver iterations: 6
Variable Value Reduced Cost
X1 5000000 0000000
X2 8100000 0000000
X3 7100000 0000000
X4 9000000 0000000
X5 0000000 0000000
Row Slack or Surplus Dual Price
1 1660000 1000000
2 0000000 1000000
clear all;close all;clc;
f=[-1;-1;-1;-1;-1]; %这个是你的目标函数是系数
A=[1,1,0,1,0;
0,0,1,1,1;
1,0,0,1,0;
0,1,0,1,1;
0,0,1,0,1]; %这里是约束的左边系数,注意这里是Ax<=b,所以你的条件中要化为小于等于,所以这里只选了第1和第2个条件
b=[95;80;82;90;71]; %约束的右边系数
xmin=[0;0]; %变量的最小值,就是上面的条件(4)
xmax=[inf;inf] %变量的最大值,此例中无,设为无穷大
x0=xmin; %计算的初值
[x,fmin]=linprog(f,A,-b,[],[],xmin,xmax,x0);
x,fmin
x =
310632
442715
-173126
-1703348
-536874
fmin =
1660000
前面那个相同问题的回答是错误的(question/577914643html),所以请楼主再重新提问。
那个回答的问题有两个:
(1)你问的是最大值问题,他的回答却是最小化;
(2)那么,是不是把目标函数改个符号就行了呢?不是,不信的话,你把
fun = @(X)X(1)^3+X(2)^4;改成
fun = @(X) -(X(1)^3+X(2)^4);会发现,结果发散了,优化失败。
问题出在哪里呢?和初值有关。
下面是我的代码:
function zdx0 = 01;
y0 = 01;
opt = optimset('Display', 'iter');
% 在图上标出最大值点
figure(1)
clf
hold on
h = ezplot('x^2+y^2-1');
set(h, 'linew', 2)
f = @(x,y) x^3+y^4;
x = get(h, 'xData');
y = get(h, 'yData');
z = f(x, y);
set(h, 'zData', z);
h = ezmesh(f, [-15 15]);
set(h, 'EdgeAlpha', 04, 'FaceAlpha', 04);
h = plot3(x0, y0, f(x0,y0), 'ro', 'markerfacecolor', 'r');
set(gca,'zlimmode','auto')
view(-45,10)
% 优化
xy = fmincon(@obj,[x0 y0],[],[],[],[],[],[],@nonlcon,opt,h)
function f = obj(x, h)
f = ( x(1)^3+x(2)^4 );
% 更新绘图
set(h, 'x', x(1), 'y', x(2), 'z', f);
title(['f = ' num2str(f)])
drawnow
pause(01)
% 由于fmincon用于求最小值,所以需要把目标函数取负号
f = -f;
function [c,ceq] = nonlcon(x, h)
% 目标函数尽管不需要使用附加参数h,但必须能够接受此参数
c = [];
y = x(2);
x = x(1);
ceq = x^2+y^2-1;
我的代码把优化过程动态表现出来,最终结果是否符合要求也一目了然。
在实际的工作和生活过程中,优化问题无处不在,比如资源如何分配效益最高,拟合问题,最小最大值问题等等。优化问题一般分为局部最优和全局最优,局部最优,就是在函数值空间的一个有限区域内寻找最小值;而全局最优,是在函数值空间整个区域寻找最小值问题。
matlab中的提供的传统优化工具箱(Optimization Tool),能实现局部最优,但要得全局最优,则要用全局最优化算法(Global Optimization Tool),主要包括:
GlobalSearch 全局搜索和 MultiStart 多起点方法产生若干起始点,然后它们用局部求解器去找到起始点吸引盆处的最优点。
ga 遗传算法用一组起始点(称为种群),通过迭代从种群中产生更好的点,只要初始种群覆盖几个盆,GA就能检查几个盆。
simulannealbnd 模拟退火完成一个随机搜索,通常,模拟退火算法接受一个点,只要这个点比前面那个好,它也偶而接受一个比较糟的点,目的是转向不同的盆。
patternsearch 模式搜索算法在接受一个点之前要看看其附近的一组点。假如附近的某些点属于不同的盆,模式搜索算法本质上时同时搜索若干个盆。
下面我就一些具体例子,来说明各种优化方法:
可以看出,初值x0不同,得到的结果截然不同,这说明这种求解器,能寻找局部最优,但不一定是全局最优,在起点为8时,取得全局最优。
我们换一种求解器:fminbound,这种求解器不需要给点初值。
因此全局最优的方法能够获取全局最优。
结果:最小二乘拟合结果误差较大
可以看出全局优化结果较好,误差较小。
这种算法的运行时间:Elapsed time is 6139324 seconds
使用并行计算的方式解决
结果:14 out of 100 local solver runs converged with a positive local solver exit flag
Elapsed time is 4358762 secondsSending a stop signal to all the labs stopped可以看出,运行时间减少,提高了效率。
这种方法只能寻找局部最优。
现在用全局优化算法:
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