利用matlab求解非线性规划问题

一、无约束最优化问题

用于无约束最优化模型求解                                  \large \min_{x}f(x)

函数:可以调用 matlab的的函数, fminsearch、fminunc。

调用格式如下:                  [x,fval]= fminsearch(fun,x0)       or    [x,fval]= fminunc(fun,x0)

fun:为函数方程、   x0为初始值

 

举例:                             \large f(x_1,x_2)=\frac{3}{2}x_1^2+\frac{1}{2}x_2^2-x_1x_2-2x_1

求解函数方程的最小值:

 f=@(x)(3/2)*x(1)^2+(1/2)*x(2)^2-x(1)*x(2)-2*x(1);
 [x fval]=fminsearch(f,[-2,4])
 %或者
 [x fval]=fminunc(f,[-2,4])

结果一样,都如下所示:

x =

    1.0000    1.0000


fval =

   -1.0000

因为解决非线性规划问题,都是使用的搜索算法,所以非常依赖初始值,大家需要注意。

 

二、约束最优化问题

                                                                利用matlab求解非线性规划问题_第1张图片

调用方程   [x,fval]=fmincon(fun,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub)

对于方程:

                                                            \large min\ f=-x_1x_2x_3 \\ s.t. 0\leq x_1+2x_2+2x_3 \leq 72

 

f=@(x)-x(1)*x(2)*x(3);
A=[-1,-2,-2;1,2,2];
b=[0;72];
x0=[10,10,10];
[x,fval]=fmincon(f,x0,A,b)

结果:

x =

   24.0000   12.0000   12.0000


fval =

  -3.4560e+03

当然我们一般可以用 Lingo 求解,这样又方便,又快捷

min=-x1*x2*x3;
x1+2*x2+2*x3>=0;
x1+2*x2+2*x3<=72;
@free(x1);
@free(x2);
@free(x3);

一样的快捷和实用

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