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多维目标函数绘图中约束函数的整理与绘图

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:为将约束曲线同时绘于等值线图谱内,需先对约束函数按当前选定变量进行整理,以取得实际绘图的约束函数。现以该例数据块式倒二行约束为例,写出整理方法:按式(5.6)规定,写成“GX2(I )≥0.416+0.5GX1(I )”形式。现将全部约束函数整理结果顺序列出。

例5-6:例4-6的等值线图绘制

图4-4为二维问题的绘图,本节讲更多维带约束图谱的绘制。

例4-6为五变量、9约束的复杂优化问题。原题已画过四张小图(见图4-11),这里再画另一张。

多维带约束函数的优化图谱绘制,以选定二维变量作绘图变量,非绘图变量皆按搜索所得最优解值固定,即本题按Y=f( 0.3,0.2665,0.4,0.315,0.3415)T=-31.06固定(见表4-7最下行)。现假设选定X1﹑X2绘图,并令X1由横坐标表达,X2由纵坐标表达,绘制函数等值线加约束曲线的最优解图谱。

为将约束曲线同时绘于等值线图谱内,需先对约束函数按当前选定变量进行整理,以取得实际绘图的约束函数。现以该例数据块式(4.11)倒二行约束为例,写出整理方法:

-X1-2X2-3X3-4X4-5X5≤-5

X2≤(-5+X1+3X3+4X4+5X5)/-2

X2≥0.4162+0.5X1

注意,上式最后行的不等号反向的原因是,不等式一端乘/除负数。

按式(5.6)规定,写成“GX2(I )≥0.416+0.5GX1(I )”形式。其他约束的整理方法类似。现将全部约束函数整理结果顺序列出。

约束函数的约束关系在数学模型中可为“≤”或“≥”,写入数据块须改为“=”号关系,此请见式(5.13),因程序运行时绘图变量的值需逐个计算。不等号方向要记着,看图时需由之确定可行域方向。

原题规定,本题所有变量皆在0–1范围优化, 即GX1或 GX2的值不能超过1。再看九约束,用该范围GX1( I )的上﹑下限值代入所有绘图约束函数去计算GX2(I )时,仅式(5.8) 、(5.9) 、(5.10) 、(5.11)四个满足0≤GX2(I)≤1,曲线能画到图上,其余GX2(I)超范围,曲线画不到图上,它们不必包含在绘图数据块中(实际也不必包含在原最优搜索数据块中);又因式(5.8)和式(5.10)两约束GX1( I )的绝对值相同,仅不等号反向,故能画到图上的曲线实际只有三条(但仍是四个约束的曲线)。此外,该两式写法不可,因未符合式(5.7)的画垂线规定形式,需改为

如画出的垂线长度不合适,可对前式GX1(I )进行乘除或加减某数调整。至此可写出本例绘X1-X2图的数据块式(5.13),绘出的图见图5-5。

图5-5 例4- 6图谱之一

图5-6 图4- 9 的另一画法

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