Típusú optimalizálási problémák, H4S

Optimalizálási probléma a matematikában az úgynevezett probléma megtalálni a szélsőérték (maximum vagy minimum) a valódi funkcióját egy bizonyos régióban. Általában a terület tulajdonosa és előre megadott egyenletek és egyenlőtlenségek.

Matematikai programozás - matematikai tudományág, amely tanulmányozza az elmélet és módszerek a probléma megoldásának a megállapítás a szélsőértékében funkciók készlet véges dimenziós vektortér. által meghatározott lineáris és nemlineáris korlátok (egyenletek és egyenlőtlenségek).


A tervezési folyamat általában kerül feladata annak megállapítása, hogy a legjobb bizonyos értelemben, szerkezetében vagy objektum értékek paramétereket. Ez a probléma az úgynevezett optimalizálás. Ha optimalizálási társított számítása optimális paraméter értékek egy adott objektum szerkezetet, ez az úgynevezett parametrikus. A probléma az optimális megválasztása szerkezet strukturális optimalizálás.

Megfogalmazása optimalizálási probléma

Szabványos matematikai optimalizálási probléma megfogalmazása ezen a módon. Elemei közül a χ, sokaságát képezzük Χ, megtalálja egy elem χ *. amely a minimális érték a F (χ *) adott f (χ). Ahhoz, hogy a problémát helyesen optimalizálás kell beállítani:

  1. Megengedett Set -;
  2. A célfüggvény - Display;
  3. A keresési feltételeknek (max vagy min).

Akkor oldja meg a problémát az egyik:

  1. Mutassuk meg, hogy.
  2. Mutassuk meg, hogy az objektív függvény nem korlátos az alábbiakban.
  3. Find.
  4. Ha van, hogy megtalálja.

Ha a funkciót, hogy minimalizálni kell nem konvex. Gyakran csak a keresési helyi minimumok és maximumok: rámutat x0, hogy egész környéket egy minimális és egy maximális.

Ha a lehetséges készlet. Ilyen probléma az úgynevezett korlátozatlan optimalizálás. egyébként - korlátozott optimalizálási problémák.

Osztályozása optimalizációs technikák

optimalizációs technikák szerint osztályozzák optimalizálási problémák:

  • Helyi módszerek: konvergál néhány helyi szélsőérték a célfüggvény. Abban az esetben, unimodális célfüggvény, a szélsőérték egyedülálló, és egy globális maximum / minimum.
  • Global módszerek: foglalkozni többszöri. A globális keresést a fő feladata, hogy azonosítsa trendek a globális viselkedését a célfüggvény.

Az aktuális keresési módszereket lehet osztani három fő csoportra:

  1. determinisztikus;
  2. véletlenszerű (sztochasztikus);
  3. kombinált.

A kritérium a dimenziója a megvalósítható beállított, optimalizálási módszerekkel vannak osztva egydimenziós optimalizálási technikákat és módszereket a többváltozós optimalizálási.

A forma a célfüggvény és a megvalósítható beállított, az optimalizálási probléma és a megoldás módszereket lehet osztani a következő osztályokba:

  • optimalizálási probléma, amelyben a célfüggvény és korlátok lineáris függvények megoldódnak az úgynevezett módszer a lineáris programozás.
  • Ellenkező esetben a probléma kezelésére a nem-lineáris programozás és a kapcsolódó használati módja. Az viszont, hogy két olyan konkrét célkitűzései:
    • ha - konvex függvények, akkor ez a probléma az úgynevezett probléma a konvex programozás;
    • ha az üzlet a probléma egész (diszkrét) programozás.

Szerint a követelményeknek a simaság és a jelenlétét a célfüggvény a részleges származékok, ezek is oszthatók:

  • közvetlen módszerekkel, amely csak a számítás a célfüggvény a pontok közelítés;
  • Módszerek elsőrendű. kiszámításához először van szüksége részleges funkció;
  • Módszerek másodrendű igényli kiszámításakor a második részleges származékok, azaz a hesseni a célfüggvény.

Ezen túlmenően, optimalizálási módszerekkel vannak osztva a következő csoportok:

Jellegétől függően X matematikai programozási feladatok osztályozása:

szélsőérték megállapítás folyamat teljesen határozza meg a problémát osztályban. De mielőtt egy matematikai modellt, akkor a 4 szakaszaiban modellezés:

  • Meghatározó a határokat a rendszer optimalizálása
    • Dobja e kommunikációs objektum optimalizálás a külvilággal, ami nem nagyon befolyásolja a kimenetelét az optimalizálás, pontosabban azok, amelyek nélkül a döntést könnyebb
  • Válogatás a szabályozott jellemzők
    • „Lefagy” az értékek néhány változó (irányíthatatlan változók). Egyéb tartalék bármilyen értéket felvehet a területen megengedett megoldások (vezérelt változók)
  • Bizonyos korlátozások a szabályozott változók
    • ... (egyenlőség és \ vagy egyenlőtlenség)
  • Válogatás a numerikus optimalizálási feltétel
    • Hozzon létre egy célfüggvényt

Kapcsolódó cikkek