第四章優(yōu)化計(jì)算工具簡(jiǎn)介

1、2005年6月OPB-2混合離散變量?jī)?yōu)化設(shè)混合離散變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法及程序計(jì)方法及程序DOPB連續(xù)變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方連續(xù)變量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法及程序法及程序COPB多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及程序多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及程序MOOP結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及程序結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及程序OOSOP優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的前處理分析專(zhuān)家系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的前處理分析專(zhuān)家系統(tǒng)ESAMN1機(jī)械零部件及機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序機(jī)械零部件及機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序MDS1.0約束變尺度法及程序約束變尺度法及程序CVM01擬牛頓乘子法及程序擬牛頓乘子法及程序QNM01可行約束變尺度法及程序可行約束變尺度法及程序CVMFD1采用擬梯度的序列二次規(guī)劃法及程序采

2、用擬梯度的序列二次規(guī)劃法及程序CVMQG1單調(diào)性分析的序列二次規(guī)劃法及程序單調(diào)性分析的序列二次規(guī)劃法及程序CVMQG1廣義簡(jiǎn)約梯度法及程序廣義簡(jiǎn)約梯度法及程序GRG-2及及GRG-C混合罰函數(shù)法及程序混合罰函數(shù)法及程序MPOP混合離散優(yōu)化的綜合求解策略及程序庫(kù)混合離散優(yōu)化的綜合求解策略及程序庫(kù)MDOP2.0混合離散優(yōu)化遺傳基因算法及程序庫(kù)混合離散優(yōu)化遺傳基因算法及程序庫(kù)MDOP2.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法及程序庫(kù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法及程序庫(kù)MDOP3.0混合離散優(yōu)化方法及程序混合離散優(yōu)化方法及程序CVM02擬離散序列二次規(guī)劃法及程序擬離散序列二次規(guī)劃法及程序CVM03基于人工智能技術(shù)的離散二次規(guī)

3、劃法及程序基于人工智能技術(shù)的離散二次規(guī)劃法及程序MQRA1混合離散變量?jī)?yōu)化方法及程序的考核程序包混合離散變量?jī)?yōu)化方法及程序的考核程序包c(diǎn)h264516mmA scot64516cot645162hhhhc64516cot2hchAsin2hcssin2cot64516hhhssin2tan64516hhhhxxX2121211sin2tan64516)(minxxxxxXf )()(0)(0)()()(: . .)(min邊界約束非線(xiàn)性等式約束）（非線(xiàn)性不等式約束）（線(xiàn)性等式約束線(xiàn)性不等式約束UbXLbXCeqXCbeqXAeqbAXtsXf)()(0)(0)()()(: . .)(min邊邊

4、界界約約束束非非線(xiàn)線(xiàn)性性等等式式約約束束）（非非線(xiàn)線(xiàn)性性不不等等式式約約束束）（線(xiàn)線(xiàn)性性等等式式約約束束線(xiàn)線(xiàn)性性不不等等式式約約束束UbXLbXCeqXCbeqXAeqbAXtsXf )()(0)(0)()()(: .)(min邊界約束邊界約束非線(xiàn)性等式約束非線(xiàn)性等式約束）（非線(xiàn)性不等式約束非線(xiàn)性不等式約束）（線(xiàn)性等式約束線(xiàn)性等式約束線(xiàn)性不等式約束線(xiàn)性不等式約束UbXLbXCeqXCbeqXAeqbAXtsXf KWP2 . 61min/14501rn 5 .31i4 . 0aaaTTnnxxxxxxiZZmmX65432113121,21,nnmm31,ZZ1i61542531cos2)5

5、.311 ()1 ()(xxxxxxxXfa 010079. 3cos)(533316631xxxxXg010071. 1cos)(3432463252xxxxXg0)1 (10939. 9cos)(233155623xxxxXg0)5 .31(10076. 1cos)(24325462254xxxxxXg0)5 .31(cos)50(2)(5425316155xxxxxxxxxXg02)(16xXg 05)(17 xXg05 . 3)(28xXg06)(29 xXg014)(310 xXg022)(311 xXg016)(412xXg 022)(413 xXg08 . 5)(514xXg07

6、)(515 xXg08)(616xXg015)(617 xXg0)(6Xg0)(17Xg-1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 12x6)(1Xg)(2Xg)(6Xg)(12Xg)(14Xg)(16Xgmmmn21mmmn42191Z8 . 51i110112 ZiZ431. 58 . 55 .3112iii87324ZiZmmZZmZZ

7、mann292.3388cos2)8716(4)11019(2cos2)()(432211 mma340838. 9http:/ LINGO 8.0試用版，試用版，最多可求解包括最多可求解包括3 300個(gè)變量和個(gè)變量和150個(gè)約束的線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題。個(gè)約束的線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題。 LINDO和和LINGO是美國(guó)是美國(guó)LINDO Systems Inc系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)的一套專(zhuān)門(mén)用于求解最優(yōu)化問(wèn)題的系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)的一套專(zhuān)門(mén)用于求解最優(yōu)化問(wèn)題的軟件包。軟件包。LINDO用于求解線(xiàn)性規(guī)劃和二次規(guī)劃，用于求解線(xiàn)性規(guī)劃和二次規(guī)劃，LINGO除有除有LINDO的全部功能外，還可求解非的全部功能外，還可求解非線(xiàn)性規(guī)劃，也可以用

8、于一些線(xiàn)性和非線(xiàn)性方程組線(xiàn)性規(guī)劃，也可以用于一些線(xiàn)性和非線(xiàn)性方程組的求解以及代數(shù)方程求根等。兩大軟件的最大特的求解以及代數(shù)方程求根等。兩大軟件的最大特色在于可以允許優(yōu)化模型中的決策變量是整數(shù)色在于可以允許優(yōu)化模型中的決策變量是整數(shù)(即即整數(shù)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃)，而且執(zhí)行速度很快。，而且執(zhí)行速度很快。LINGO實(shí)際上實(shí)際上還是最優(yōu)化問(wèn)題的一種建模語(yǔ)言，包括許多常用還是最優(yōu)化問(wèn)題的一種建模語(yǔ)言，包括許多常用的函數(shù)可供使用者建立優(yōu)化模型時(shí)調(diào)用，并提供的函數(shù)可供使用者建立優(yōu)化模型時(shí)調(diào)用，并提供與其它數(shù)據(jù)文件（如文本文件、與其它數(shù)據(jù)文件（如文本文件、EXCEL電子表格電子表格文件、數(shù)據(jù)庫(kù)文件等）的接口，易于方

9、便地輸入、文件、數(shù)據(jù)庫(kù)文件等）的接口，易于方便地輸入、求解和分析大規(guī)模最優(yōu)化問(wèn)題。由于這些特點(diǎn)，求解和分析大規(guī)模最優(yōu)化問(wèn)題。由于這些特點(diǎn)，LINDO和和LINGO軟件在教學(xué)、科研和工業(yè)、商軟件在教學(xué)、科研和工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。業(yè)、服務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 。 對(duì)偶計(jì)算內(nèi)容：對(duì)偶計(jì)算內(nèi)容：對(duì)偶價(jià)格對(duì)偶價(jià)格及及敏敏感性分析感性分析求求解時(shí)的算法解時(shí)的算法：自動(dòng)選擇算法自動(dòng)選擇算法原始單純形法原始單純形法對(duì)偶單純形法對(duì)偶單純形法內(nèi)點(diǎn)法內(nèi)點(diǎn)法max=140*x1+100*x2;0.9*x1+0.5*x2=632.5;x1+x2=1000;0X X1000X+ X632.5X 0.5+X

10、 0.9100X+ 140X=max Z21212 12 1，更新時(shí)更新時(shí)間間隔間間隔 變量數(shù)變量數(shù) 約束數(shù)約束數(shù) 非零系數(shù)的數(shù)目非零系數(shù)的數(shù)目 內(nèi)存使用內(nèi)存使用 模型模型類(lèi)型類(lèi)型LP，QP，ILP，NLP表示表示2 2次迭代后得到全局最優(yōu)解次迭代后得到全局最優(yōu)解 最優(yōu)值最優(yōu)值最優(yōu)解最優(yōu)解變量微小變動(dòng)時(shí)變量微小變動(dòng)時(shí), ,目標(biāo)函數(shù)的變化目標(biāo)函數(shù)的變化 第第2、3、.行分別對(duì)行分別對(duì)應(yīng)第應(yīng)第1、2、個(gè)約束個(gè)約束對(duì)偶價(jià)格對(duì)偶價(jià)格 212211212125. 25 . 27556.668) 3(25. 150. 225.331) 2(5010000113250) 1(ssxssxssxxZ 最優(yōu)單純

11、形表最優(yōu)單純形表第第1行表示目標(biāo)函數(shù)行表示目標(biāo)函數(shù)松馳變量的值松馳變量的值 212211212125. 25 . 27556.668) 3(25. 150. 225.331) 2(5010000113250) 1(ssxssxssxxZ 最優(yōu)單純形表最優(yōu)單純形表212211212125. 25 . 27556.668) 3(25. 150. 225.331) 2(5010000113250) 1(ssxssxssxxZ 最最優(yōu)優(yōu)單單純純形形表表當(dāng)前目標(biāo)函當(dāng)前目標(biāo)函數(shù)系數(shù)取值數(shù)系數(shù)取值0X X1000X+ X632.5X 0.5+X 0.9100X+ 140X=max Z21212 12 1，當(dāng)

12、前約束右當(dāng)前約束右邊項(xiàng)取值邊項(xiàng)取值允許增加值允許增加值允許減少值允許減少值 Objective Coefficient Ranges Current Allowable AllowableVariable Coefficient Increase Decrease X1 140.0000 40.00000 40.00000 X2 100.0000 40.00000 22.22222Righthand Side Ranges Row Current Allowable Allowable RHS Increase Decrease 2 632.5000 267.5000 132.5000 3 1000.000 265.0000 297.2222問(wèn)題描述：1 構(gòu)建優(yōu)化分析文件構(gòu)建優(yōu)化分析文件優(yōu)化分析文件（優(yōu)化分析文件（續(xù)續(xù)）2 構(gòu)建優(yōu)化控制文件構(gòu)建優(yōu)化控制文件3 優(yōu)化求解優(yōu)化求解 ISIGHT是美國(guó)是美國(guó)Engineous公司的產(chǎn)品，是集公司的產(chǎn)品，是集集成、自動(dòng)化和多學(xué)科優(yōu)化為一身的軟件。賽集成、自動(dòng)化和多學(xué)