12650

Вирішення оптимізаційних завдань в пакеті MATHCAD

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота №5 Вирішення оптимізаційних завдань в пакеті MATHCAD Мета роботи: навчитись вирішувати оптимізаційні завдання в пакеті MATHCAD Завдання: опрацювати наведені приклади скласти звіт. Оптимізаційні завдання можна розділити на два класи: завдання без...

Украинкский

2013-05-02

127 KB

10 чел.

Лабораторна робота №5

Вирішення оптимізаційних завдань в пакеті MATHCAD

Мета роботи: навчитись вирішувати оптимізаційні завдання в пакеті MATHCAD

Завдання: опрацювати наведені приклади , скласти звіт.

Оптимізаційні завдання можна розділити на два класи:

завдання безумовної оптимізації (або оптимізація без обмежень).

завдання умовної оптимізації (оптимізація з обмеженнями).

Друге завдання відрізняється від першої тим, що рішення шукається лише серед допустимих значень або, інакше, на допустимій безлічі значень змінних завдання, які  задовольняють  заданим обмеженням.

 

Вирішення оптимізаційних завдань без обмежень

 

Для цього використовуються дві функції MATHCAD:

 

·      Maximize(f,<список параметрів>) – обчислення точки максимуму;

·      Minimize(f,<список параметрів>) – обчислення точки мінімуму

                       де f – ім'я функціонала, що мінімізується, визначеного до звернення до функції; <список параметрів> – містить перерахування (через кому) імен параметрів, відносно яких вирішується оптимізаційне завдання.

 

Увага! Перед зверненням до функцій Maximize, Minimize (імена яких починаються прописними буквами) слід обов'язково задати початкове значення параметрів оптимізації.

 

Приклад. Даний функціонал:

Визначити значення x, в, z, при яких g(x, в, z) досягає мінімального значення.

Приклад. Даний функціонал:

Визначити значення u, v, при яких f(u,v) досягає максимального значення.

Завдання. Даний функціонал:

.

Визначити точки мінімуму і максимуму цього функціонала.

 

Вирішення оптимізаційних завдань з обмеженнями

 

Використовуються ті ж функції Maximize, Minimize, але вони входять вже в блок вирішення Given і перед ними розміщуються обмеження у вигляді рівності або нерівностей, що визначають допустиму область значень параметрів оптимізації.

Приклад. Даний функціонал   і обмеження у вигляді

Визначити значення а, b, що доставляють максимальне значення функціонала і що задовольняють нерівностям.

Зауваження. У оптимізаційних завданнях з обмеженнями рішення доцільно визначати з необхідних умов екстремуму. Ці умови породжують систему рівнянь (найчастіше нелінійних), які розташовуються в блоці Given, разом з обмеженнями, що визначають допустиму область. Само рішення шукається за допомогою функцій Find, Minerr.

 

Приклад. Як тестовий функціонал при пошуку точки мінімуму часто використовується функціонал Розенброка:

Поверхня» цього функціонала нагадує глибокий яр, що сильно ускладнює роботу багатьох алгоритмів мінімізації. Потрібно обчислити точку мінімуму функціонала при обмеженнях:

Приклад (завдання лінійного програмування). Цех малого підприємства повинен виготовити 100 виробів трьох типів  і не менше 20 штук виробів кожного типа. На вироби вирушає 4, 3.4 і 2 кг металу відповідно, при його загальному запасі 340 кг, а також витрачаються по 4.75, 11 і 2 кг пластмаси, при її загальному запасі 400 кг Прибуток, отриманий від кожного виробу рівна 4, 3 і 2 рублів.

Визначити скільки виробів кожного типа необхідно випустити, для здобуття максимального прибутку в рамках встановлених запасів металу і пластмаси.

Приклад 9.2.4 (завдання нелінійного програмування). Хай вектор v складається з трьох проекцій і даний функціонал:

Обчислити точку мінімуму цього функціонала при обмеженнях:

Завдання 9.2.1 (завдання лінійного програмування). Даний функціонал:

.

Визначити точку максимуму цього функціонала при обмеженнях:

Визначsnm значення функціонала в цій крапці.

Відповідь:

максимум функціонала досягається в крапці (0, 13, 8).

 

Завдання (завдання квадратичного програмування). Даний функціонал:

Визначити точку максимуму цього функціонала при обмеженнях:

Відповідь:

максимум функціонала досягається в крапці (7.5, 10, 6).?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

50182. Программирование задач с использованием структур в функциях, работа с файлами и структурами 63 KB
  Приобрести практические навыки в проектировании структуры файла а также закрепить навыки по вводу данных в файл и их обработке с помощью подпрограмм пользователя.y; } В программе которая выполняет операции чтения из файла или запись в файл должна быть объявлена переменнаяуказатель на тип FILE: FILE file_pointer; Для того чтобы файл был доступен его надо открыть указав для выполнения какого действия открывается файл: чтения записи или обновления данных а также тип двоичный или текстовый: Возможные режимы открытия файлов...
50183. Визначення фокусних відстаней збиральної та розсіювальної лінз 121.5 KB
  Розмістити збиральну лінзу між світним предметом та екраном і пересуваючи її знайти спочатку перше чітке збільшене зображення стрілки на екрані та визначити положення лінзи. Зафіксувати це положення лінзи за шкалою відліку оптичної лави та визначити відстань між двома фіксованими положеннями лінзи.10 ...
50184. О деятельности Забайкальского комитета ХХI века (правопреемника Читинского областного отделения общества «Россия – Япония) 46 KB
  Ковалёва О деятельности Забайкальского комитета ХХI века правопреемника Читинского областного отделения общества Россия Япония Общество РоссияЯпония ОРЯ всероссийская общественная организация созданная в 1991 году как преемник Общества СССРЯпония существовавшего с 1958 года. Основная цель Общества содействовать развитию и укреплению добрососедских отношений между народами России и Японии деловых связей между Россией и Японией знакомить российскую и японскую общественность с историей культурой и другими сторонами жизни обеих...
50185. Синтез и исследование комбинационных устройств 183 KB
  Реализовать функцию на транзисторной микросхеме ПЛМ. Реализовать функцию на диодной микросхеме ПЛМ. Записать F в ОЗУ и Флэш Не минимизированная функция: Минимизированная функция: FLSH Счетчик БТ Основной базис Базис Шеффера Транзисторная ПЛМ Диодная ПЛМ Вывод Ознакомился с анализом и синтезом цифровых схем принципом построения ПЗУ.
50186. Нечеткая логика 67.5 KB
  Согласно заданным вариантам разработать программу на любом алгоритмическом языке, способную: А. Различать степени изменения лингвистической переменной в трех степенях – «Очень – Нормально – Слабо» Б. Изменять порог чувствительности. 1. Мышонок – Лягушка – Неведома зверушка
50187. Вивчення основних закономірностей вібраційної обробки 274 KB
  Вібраційна обробка залежно від характеру робочого середовища яке використовується наповнювача абразивної пасти поверхневоактивних речовин являє собою механічний та фізикохімічний процеси зняття невеликих часток металу і його оксидів з оброблюваних поверхонь у також стирання згладжування мікронерівностей шляхом їхнього пластичного деформування які здійснюють у процесі обробки коливальні рухи. Процес вібраційної обробки залежить від таких складових: режиму вібрації амплітуди й частоти коливань; матеріалу оброблюваних заготовок...
50188. Вивчення вимушених електричних коливань у коливальному контурі 52.5 KB
  Мета роботи: дослідити вимушені коливання в коливальному контурі; за резонансною кривою обчислити величину активного опору R добротність коливального контуру Q його індуктивність L і ємність C. Вхідна напруга I mx мА R Ом Q L Гн C Ф Контрольні запитання Як відбуваються коливання в електричному контурі При яких умовах настає резонанс напруг Виведіть формулу для резонансної частоти. Що таке добротність контуру Від чого вона залежить Чому в реальному контурі коливання згасаючі 119.
50189. Определение теплопроводности газов методом нагретой нити 138 KB
  Плеханова технический университет Кафедра Общей и технической физики лаборатория виртуальных экспериментов Определение теплопроводности газов методом нагретой нити Методические указания к лабораторной работе № 17 для студентов всех специальностей САНКТПЕТЕРБУРГ 2010 УДК 531 534 075. Цель работы: определить коэффициент теплопроводности воздуха при атмосферном давлении и разных температурах по теплоотдаче нагреваемой током нити в цилиндрическом сосуде. Для цилиндрически симметричной установки в которой поток тепла направлен к стенкам...
50190. Експериментальна перевірка співвідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів 132 KB
  Прилади і обладнання Гелій−неоновий лазер типу ЛГ56 щілина з мікрометричним гвинтом екран з міліметровою шкалою Теоретичні відомості та опис установки В даній лабораторній роботі пропонується перевірити експериментально співвідношення невизначеностей Гейзенберга для координати і відповідної проекції імпульсу фотонів зокрема: . 3 Цей вираз є робочою формулою для перевірки...